科学
2019. 12. 25
科学的な解析をする際によく単位変換(換算)が必要となることがあります。
例えば、エネルギーの単位としてcal(カロリー)やJ(ジュール)というものをよく使用することがありますが、これらの変換(換算)方法について理解していますか。
ここでは、これら cal (カロリー)やJ(ジュール)の単位変換(換算)方法や違い について確認していきます。
1Jは何cal?1calは何J?【1ジュールは何カロリー?1カロリーは何ジュール?換算(変換)方法】
まず、J(ジュール)もcal(カロリー)もエネルギーの単位であるために、直接換算することが可能です。
具体的には、1cal=4. 184Jという定義式が成り立つのです。これは定義であるために、導出できるようなものではなく、覚えるもしくは調べるようにしないといけません。
逆に、1ジュールは何カロリーかと聞かれれば、1J=0. 239calと求めることができるわけです。
なお、calとkcalは別物ですので注意するといいです。
cal(カロリー)とJ(ジュール)の換算(変換)の計算問題【1calは何j?1jは何cal?】
それでは、ジュールとカロリーの変換(換算)方法に慣れるためにも計算問題を解いていきましょう。
・例題1
4calは何Jに単位変換できるでしょうか。
・解答1
上のメガジュールとジュールの定義に従って計算していきます。
4 ×4. 184=約16. 7Jと求めることができるのです。
逆に、ジュールからカロリーへの単位換算も行ってみましょう。
・例題2
50Jは何calでしょうか。
・解答2
50 × 0. 239=11. エネルギーの換算 - 高精度計算サイト. 95calと換算できるのです。
まとめ 1calは何J?1Jは何cal?【1ジュールは何カロリー?1カロリーは何ジュールといった換算(変換)方法】
ここでは、1calは何jか?1jは何calかといった単位換算方法について解説しました。
これらのエネルギーの単位の変換においては定義として以下のように決まっています。
・1cal=4. 184J
・1J=0. 239cal
と相互変換することができます。
上手に単位換算できるになり、毎日の生活・業務等に活用していきましょう。
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J(ジュール)とcal(カロリー)の換算(変換)方法 計算問題を解いてみよう
科学的な解析を行うときに、単位の換算を行うことが多くあります。
例えば、エネルギーの単位としてエネルギーの単位J(ジュール)やcal(カロリー)を使用する場面があるでしょう。
このJ(ジュール)やcal(カロリー)という単位は温度に換算するとどのくらいの大きさなのでしょうか。
ここでは、Jとcalの変換方法について解説していきます。
・J:ジュールとcal(カロリー)の関係の導出
・J:ジュールとcal(カロリー)の換算(変換)の計算問題を解いてみよう【演習問題】
というテーマで解説しています。
J(ジュール)とcal(カロリー)の関係の導出
エネルギー(熱量)の単位として代表的なものにJ(ジュール)やcal(カロリー)があります。科学的なデータだけでなく、食品の表示としてカロリーが記載されているため、身近なものともいえます。
両方とも熱量の単位であるために、相互変換ができ、実は1cal = 4. 18Jと定義されています。
数値が細かいため換算時の計算ミスには気を付けま干す。
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ジュールとカロリーの換算の計算問題を解いてみよう
それでは、ジュールとカロリーの変換に慣れるためにも計算問題を解いてみましょう。
例題
3Jは何kcalに相当するのでしょうか。
解答
上述の定義に従い、値を求めましょう。
3×0. 239 = 0. 717calとなります。
なお、換算式は有効数字の切り方によって若干値が変わることに気を付けてください。
逆に、calからJへの単位変換も行ってみましょう。
例題2
50calは何Jに相当するのでしょうか。
同様に上述の計算式に従います。
50 × 4. 18 = 209 Jとなるのです。
単位変換はややこしいので、きちんとカロリーとジュールについて理解しておきましょう。
J(ジュール)とMJ(メガジュール)の換算方法
物理的な計算方法1-1. 食品を実際に燃やす1-2. 分析装置で成分を分析する2. 実用的... 3. ワットとカロリーの変換は? ワットとカロリーの変換の式について考えてみます。ワットとカロリーはそれぞれ次の式で表すことが出来ます。 $$W=J/s$$ $$1cal=4. 184J$$ この2つの式からワットとカロリーを変換する式は次のようになります。 $$W=\frac{1}{4. 184s}cal$$ 4. 実際に計算してみよう 実際にカロリーとワットを使用して計算をしてみましょう。 20℃、300kgの水を10分で50℃にしたい場合、最低何kWの電気ヒーターが必要か? まず、300kgの水を20℃から50℃に昇温するのに必要な熱量は $$300×(50-20)=9000[kcal]$$ これをジュールに変換すると $$9000×4. 184=37656[kJ]$$ 10分(600秒)で昇温させたいので、電気ヒーターに必要な能力は $$37656÷600=62. 76[kJ/s]$$ よって62. 76kWになります。 ワットに変換するにはジュールにする必要があるので、カロリーをジュールに変換しなければいけません。カロリー単体で考えると非常に便利ですがワットが絡んでくると途端に使いにくいものになります。 5. まとめ $$W=\frac{1}{4. 184s}cal$$ カロリーは食品の熱量以外ではあまり使われない ワットから変換するにはジュールに変換する カロリーからワットに変換する方法について書きました。いまではカロリーが使われることはあまりないかと思いますが、たまに目にすることもあるのでジュールとの関係性を十分に理解しておきましょう。
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