問1 絶対圧:P、ゲージ圧:Pg、大気圧:Paの関係を式で表しなさい。
解答:Pg = P – Pa
問2 セルシウス温度t°Cの時、ケルビン温度をTとして関係式を表しなさい。
解答:T (K) = 273.15 + t (°C)
問3 圧力の定義を答えなさい。
解答:単位面積当たりの力
問4 仕事の定義を答えなさい。
解答:力と距離の積
次の各問いに対して正しいかどうか答えなさい。また、誤っている場合、誤りの部分を正しく直しなさい。計算問題は計算過程も記載して答えなさい。
問1.セルシウス温度23°Cの時、ケルビン温度では何Kか答えなさい。
解答:-296.15 K
解説:T (K) = 273.15 +t (°C) なので、t=23(°C)を代入し
T = 273.15 + 23 → T = 296.15 (K)
小数点以下の0.15部分についても問われます。
問2.熱力学温度300Kをセルシウス温度で答えなさい。
解答:26.85°C
解説:T (K) = 273.15 +t (°C) なので、T=300(K)を代入し
300 = 273.15 + t → t = 26.85 (°C)
Kは熱力学温度です。
問3.大気圧が980kPaの時、ゲージ圧が0.3MPaを示している場合の絶対圧を答えなさい。
解答:1.28 MPa
解説:kとはキロと呼ばれ、103を意味します。一方、Mとはメガと呼び、106を意味します。
980kPa = 980 × 103 Pa = 9.8 × 105 Pa
0.3MPa = 0.3 × 106 Pa = 3.0 × 105 Pa
ゲージ圧力 = 絶対圧力 - 大気圧
3.0 × 105 Pa = 絶対圧力 - 9.8 × 105 Pa
絶対圧力 = 3.0 × 105 Pa + 9.8 × 105 Pa
= 12.8 × 105 Pa
= 1.28 MPa
k、Mは接頭語と呼ばれ、下記のようなものがあります。
記号 | 名称 | 意味 |
h | ヘクト | 102 |
k | キロ | 103 |
M | メガ | 106 |
G | ギガ | 109 |
問4.体積1立法メートル(m3) の面に力1ニュートン (N) が垂直で均一にかかるときの圧力を 1パスカル (Pa)という。
解答:誤り 体積1立法メートル(m3) → 面積平方メートル(m2)
解説:圧力(P) = 力(F) ÷ 面積(S)と表されます。
問5.仕事は力掛ける距離で表され、単位は1ジュール(J)である。
解答:正しい
解説:仕事は、1ニュートン (N) の力で物体を1メートル(m)動かすことを意味します。
問6.1秒(s)当たりに移動するエネルギーが1ジュール(J)であるときの仕事率が1ワット (W)である。
解答:正しい
解説:ワット(W)は仕事率やパワーの単位であり、1ワット(W)は1ジュール(W)/秒(S)に相当します。
問7.10kWの電子レンジを使用して1分間加熱すると、100kJの熱量が発生する。
解答:誤り 100kJ → 600kJ
解説:10kW × 60s = 600 kJになります。W = J / s
問8.atmはSI単位との併用が認められているが、mmHg、calなどの単位は、 SI単位との併用が認められていない。
解答:誤り atmもSI単位との併用が認められていません。