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エネルギー管理士

エネルギー管理士の受験資格

エネルギー管理士の資格難易度 エネルギー管理士とは エネルギー管理士(Qualified Person for Energy Management)は経済産業省が所管する国家資格です。 エネルギー管理士の国家試験は一般財団法人省エネルギーセンターが実施します。 省エネ法により、一定…

沸点上昇と凝固点降下の式

沸点上昇と凝固点降下の式 沸点上昇ΔTとは 沸点上昇とは、ショ糖などの不揮発性の溶質を純溶媒に溶かすと溶媒の沸点が高くなる現象のこと。 このとき溶液の蒸気圧が低下しており、溶液の沸点が上昇します。 理想希薄溶液の蒸気圧降下幅ΔT は溶質の質量モル濃…

ラウールの法則とヘンリーの法則

ラウールの法則とヘンリーの法則 ラウールの法則(混合液体の蒸気圧) ラウールの法則とは、「混合溶液におけるそれぞれの揮発成分の蒸気圧Pは、溶液中の各成分のモル分率xに比例する」という法則のこと。 P=k・x 混合溶液の各成分の蒸気圧は、それぞれ…

乾燥(Desiccation)とは

乾燥(Desiccation)とは 湿度とは 湿度(Humidity)とは、空気中の水蒸気量の割合のこと。 調湿とは 調湿とは、湿度を調節すること。 絶対湿度 H とは 絶対湿度H〔kg(H2O)/kg(dry air)〕とは、単位質量の乾き空気に対する水蒸気量の割合のこと。 絶対湿度Hは…

蒸留(Distillation)とは

蒸留とは 蒸留(Distillation)とは、液体混合物中の各成分蒸気圧の差を利用して物質を分離する操作のことです。 単蒸留とは 単蒸留とは、蒸留する段階が1回だけの操作のことです。 蒸留器内の物質収支は以下の微分方程式で現されます。 d(F・x) = y・dF d…

可逆反応と不可逆反応

反応の種類 可逆反応と不可逆反応 全ての反応は熱力学的に「可逆反応」です。 しかし、逆反応の速度が極めて小さく無視できる場合、反応速度論では「不可逆反応」として扱われています。 例えば燃焼は不可逆反応です。 燃えてしまったものは元には戻らない。…

流れの基礎方程式とは

流れの基礎方程式とは 流体についての連続の方程式 連続の方程式(equation of continuity)は物理学で一般的に適用できる方程式で、「物質が突然現れたり消えたりすることはない」という自然な考え方をあらわします。 こうした背景から、連続の方程式は保存則…

流速や流量を測定する関係式

流速や流量を測定する関係式 流速を測定する方法 流速を測定するには、測定計器が必要です。 ピトー管とは ピトー管(pitot tube)は流体の流れの速さを測定する計測器です。 発明者であるピトーさんにちなんで命名されました。 ピトー管は主に風速計として使…

層流と乱流の関係式

層流と乱流は何が違うのか 層流とは 層流とは、管内を流体が流れる時、その流体の流線が常に管軸と平行なもののこと。 管壁に近づくほど流速は小さくなり、管の中心で最も流速が大きくなります。 これは流体が管壁から摩擦抗力を受けるからであり、その力の…

管摩擦係数とレイノルズ数の関係式

管摩擦係数とレイノルズ数の関係式 管摩擦係数とは 管内を流体が流れる場合、様々な原因によって機械的エネルギーの消耗が起こり、エネルギー損失となります。 管径一定の水平な直管内を流体が流れたときのエネルギー損失は、管壁と流体との摩擦および流体内…

流体とレイノルズ数の関係式

流体とレイノルズ数の関係式 流体とは 気体と液体のこと 流れの基本的な関係式 w = Q・ρ 質量流速〔kg・s-1〕 = 体積流量〔m3・s-1〕・流体の密度〔kg・m-3〕 w:質量流速〔kg・s-1〕 Q:体積流量〔m3・s-1〕 ρ:流体の密度〔kg・m-3〕 u = Q …

対流伝熱とニュートンの冷却の法則とは

対流伝熱とニュートンの冷却の法則とは 伝熱(heat transfer)とは 伝熱(heat transfer)とは、熱エネルギーが空間のある場所から別の場所に移動する現象のこと。 対流伝熱とは 対流伝熱は熱伝達とも呼びます。 熱伝達は、温度差に比例した熱移動を表すものであ…

伝導伝熱とフーリエの法則とは

伝導伝熱とフーリエの法則とは 伝熱(heat transfer)とは 伝熱(heat transfer)とは、熱エネルギーが空間のある場所から別の場所に移動する現象のこと。 伝導伝熱とは 伝導伝熱は熱伝導とも呼びます。 熱伝導(conduction of heat、thermal conduction)は、物質…

熱量保存と熱交換器の関係式

熱量保存と熱交換器の関係式 熱量の保存とは 高温の物体と低温の物体を接触させると、熱は高温の物体から低温の物体へと移動し、やがて熱平衡(どちらも同じ温度になって変化がみられない状態)になります。 このとき、以下の熱量保存の法則が成り立ちます。 …

熱力学第3法則と超伝導体

熱力学第3法則と超伝導体 熱力学第3法則とは 熱力学第3法則(ネルンストの定理)とは、絶対0度では完全結晶のエントロピーはゼロであるという法則。 絶対温度が0〔K〕では、全ての物質の運動は止まってしまうので、自由度(無秩序さ)がなくなってしまいます。 …

熱力学第2法則とエントロピーの関係式

熱力学第2法則とエントロピーの関係式 熱力学第2法則とは 熱力学第2法則とは、不可逆過程では、孤立系のエントロピ-は常に増大するという法則。 つまり、分子や原子の自由度が増加する方向に状態は変化します。 熱力学第2法則は自然界で起こる変化の方向性…

示量性状態量と示強性状態量の違い

示量性状態量と示強性状態量の違い 熱平衡状態とは 十分な時間が経つと、孤立系はマクロ的に見ると、一定の状態量になります。 この状態のことを熱平衡状態といいます。 ただし、ミクロレベルでは各原子や各分子の状態は一定ではなく、それぞれ運動していま…

エンタルピーと内部エネルギーの関係式

エンタルピーと内部エネルギーの関係式 エンタルピー H (enthalpy:含熱量) とは 孤立系の場合 エネルギーや物質の出入りがない孤立系の中で、ある物質変化を行ったとき、その変化により発生する全てのエネルギーは、孤立系内部の物質のエネルギーになります…

熱力学第1法則と内部エネルギーの関係式

熱力学第1法則と内部エネルギーの関係式 系の種類 1.孤立系とは 孤立系(isolated system)とは、エネルギーや物質の出入りが全くない環境のこと。 例えば、宇宙全体は一つの孤立系と考えることができる。 2.閉鎖系とは 閉鎖系(closed system)とは、外界から境…

熱機関とカルノーの定理の関係式

熱機関とカルノーの定理の関係式 熱機関とは 熱機関(heat engine)とは、 熱または熱エネルギーを継続的に仕事に変換する装置のこと。 熱機関は、系にサイクルを行って熱源からのプラスの熱を受け取って、外部にする仕事に変換します。 熱機関が温度T1の高温…

比熱の式と熱量保存の法則

比熱の式と熱量保存の法則 熱量 Q 〔J〕 とは 質量m〔g〕の物質の温度をΔT〔K〕上げるのに必要な熱量Q〔J〕は下式で表されます。 熱量の単位 〔J〕または〔cal〕 ( 4.2J=1cal ) 熱量の計算式 Q = m・c・ΔT 熱量 = 質量・比熱・温度差 c:比熱〔J…

内部エネルギーとエンタルピーの関係式

内部エネルギーとエンタルピーの関係式 内部エネルギー U とは 内部エネルギー(U:internal energy)とは、系の中に秘められたエネルギーのこと。 つまり、系がもつエネルギーの総和を内部エネルギーと呼びます。 内部エネルギーUは状態量であり、その微小変…

仕事と熱エネルギーの式

エネルギーとエンタルピー エネルギーとは エネルギーとは、物質や場所に何らかの仕事をする能力のこと。 エネルギーのSI単位はジュール〔J〕、 その組立単位は〔kg・m2・s-2〕、 量記号はE。 エネルギーの計算式 エネルギー = 力 × 距離 〔kg・m・s-2…

温度と熱は何が違うのか

温度と熱は何が違うのか 温度(Temperature)とは 温度(Temperature)とは、暖かさ冷たさの感じの度合いであり、特に気温のこと。 温度の単位 〔℃〕 または 〔K〕 (-273℃ =0K ) セルシウス温度t〔℃〕と絶対温度T〔K〕の関係は下式で表されます。 T ≒ t …