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高等学校工業 化学工学/単位換算 - Wikibooks コンテンツにスキップ

高等こうとう学校がっこう工業こうぎょう 化学かがく工学こうがく/単位たんい換算かんさん

出典しゅってん: フリー教科書きょうかしょ『ウィキブックス(Wikibooks)』

化学かがく工業こうぎょうにおいては、物理ぶつりりょう単位たんいけいについては、原則げんそくてき国際こくさい単位たんいけい(SI単位たんい)が使つかわれます。

かつては、くに業界ぎょうかいごとにことなる単位たんい存在そんざいし、換算かんさん手間てまがかかるなど不便ふべんめんがありました。

そこで単位たんい統一とういつする必要ひつようせいしょうじました。現在げんざいは、可能かのうかぎりSI単位たんいけい採用さいようする傾向けいこうがあります。

日本にっぽんでは、1951ねん制定せいていされた計量けいりょうほうきゅう計量けいりょうほう)によって、1959ねん尺貫法しゃっかんほう廃止はいしとなり、1966ねんには国際こくさい単位たんいけい統一とういつされました。

SI基本きほん単位たんい

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ウィキペディアSI基本きほん単位たんい記事きじがあります。

国際こくさい単位たんいけいでは7つの基本きほん単位たんいと、それ以外いがい単位たんい基本きほん単位たんいわせた組立くみたて単位たんいとしている[1]

SI単位たんいけい基礎きそとする単位たんいは、ながさの単位たんいにはトル法とるほう基礎きそとして、質量しつりょう単位たんいはキログラムを基礎きそとする。時間じかん単位たんいびょう基礎きそとする。温度おんどケルビン温度けるびんおんど基礎きそとする。

7つの基本きほん単位たんいをまとめると、 基本きほん単位たんい時間じかん (s)、なが (m)、質量しつりょう (kg)、電流でんりゅう (A)、ねつ力学りきがく温度おんど (K)、物質ぶっしつりょう (mol)、光度こうど (cd) である。

SI では、7つの定義ていぎ定数ていすうつぎのように定義ていぎされる。
セシウム 133 原子げんし摂動せつどうけない基底きてい状態じょうたいちょう微細びさい構造こうぞう遷移せんい周波数しゅうはすうνにゅーCs
9192631770 Hz
真空しんくうちゅうひかりはやさ c
299792458 m/s
プランク定数ていすう h
6.62607015×10−34 J s
電気でんきもとりょう e
1.602176634×10−19 C
ボルツマン定数ていすう k
1.380649×10−23 J/K
アボガドロ定数ていすう NA
6.02214076×1023 mol-1
周波数しゅうはすう 540×1012 Hz単色たんしょく放射ほうしゃかん効果こうか Kcd
683 lm/W

これらは、定義ていぎであり不確ふたしかさをふくまない。

ひょう1:SI基本きほん単位たんい
りょう 基本きほん単位たんい 定義ていぎ[2]
名称めいしょう 記号きごう
時間じかん びょう s セシウム133原子げんし基底きてい状態じょうたいの2つのちょう微細びさい構造こうぞうじゅんあいだ遷移せんい対応たいおうする放射ほうしゃ周期しゅうき9192631770ばいひとしい時間じかん
なが メートル m 真空しんくうちゅうで1びょうあいだ299792458 メートル毎秒まいびょうの1の時間じかんひかりすす行程こうていなが
質量しつりょう キログラム kg 国際こくさいキログラム原器げんきプラチナ90%、イリジウム10%からなる合金ごうきん直径ちょっけいたかさともに39mmの円柱えんちゅう質量しつりょう
プランク定数ていすう6.62607015×10−34 ジュールびょうとすることによってさだまる質量しつりょう
電流でんりゅう アンペア A 無限むげんながく、無限むげんちいさい円形えんけいだん面積めんせきつ2ほん直線ちょくせんじょう導体どうたい真空しんくうちゅうに1メートルの間隔かんかく平行へいこうにおいたとき、導体どうたいながさ1メートルにつき2×10-7ニュートンちからおよぼしあう導体どうたいのそれぞれにながれる電流でんりゅうおおきさ
電気でんきもとりょう1.602176634×10−19 クーロンとすることによってさだまる電流でんりゅう
ねつ力学りきがく温度おんど ケルビン K みず三重みえてんねつ力学りきがく温度おんどの1/273.16。
ボルツマン定数ていすう1.380649×10−23 ジュールまいケルビンとすることによってさだまる温度おんど温度おんど間隔かんかくおな単位たんい
物質ぶっしつりょう モル mol 0.012kgの炭素たんそ|炭素たんそ12ふくまれる原子げんしひとしいかず構成こうせい要素ようそふくけい物質ぶっしつりょう
モルを使つかうときは、構成こうせい要素ようそ (entités élémentaires) が指定していされなければならないが、それは原子げんし分子ぶんしイオン電子でんし、その粒子りゅうしまたはこのたね粒子りゅうし特定とくてい集合しゅうごうたいであってよい

6.02214076×1023アボガドロすう)のよう素粒子そりゅうし構成こうせいされたけい物質ぶっしつりょう
光度こうど カンデラ cd 周波数しゅうはすう 540×1012ヘルツ単色たんしょく放射ほうしゃ放出ほうしゅつし、所定しょてい方向ほうこう放射ほうしゃ強度きょうどが1/683ワットまいステラジアンである光源こうげんのその方向ほうこうにおける光度こうど
2019ねん定義ていぎ変更へんこうされ、教科書きょうかしょによっては変更へんこう反映はんえいされていないので、きゅう定義ていぎしん定義ていぎ併記へいきした。

組立くみたて単位たんい

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ウィキペディアSI組立くみたて単位たんい記事きじがあります。

SI組立くみたて単位たんい、およびそののSI組立くみたて単位たんい列挙れっきょする。なか存在そんざいするりょうかぎりなくあり、すべてをげることは不可能ふかのうであるので、そのいちれいげる。

ひょう2 基本きほん単位たんいもちいてあらわされる一貫いっかんせいのあるSI組立くみたて単位たんいれい

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ひょう2:基本きほん単位たんいもちいてあらわされる 一貫いっかんせいのあるSI組立くみたて単位たんいれい
組立くみたてりょう(誘導ゆうどうりょう) 名称めいしょう 記号きごう
面積めんせき 平方へいほうメートル m2
体積たいせき 立方りっぽうメートル m3
はやさ・速度そくど メートル毎秒まいびょう m/s
加速度かそくど メートル毎秒まいびょう毎秒まいびょう m/s2
密度みつど(質量しつりょう密度みつど) キログラムごと立方りっぽうメートル kg/m3
めん密度みつど キログラムごと平方へいほうメートル kg/m2
電流でんりゅう密度みつど アンペアごと平方へいほうメートル A·m-2
磁界じかいつよ アンペアごとメートル A/m
モル濃度のうど モルごと立方りっぽうメートル mol/m3

ひょう3 固有こゆう名称めいしょう記号きごうあらわされる一貫いっかんせいのあるSI組立くみたて単位たんい

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いくつかのSI組立くみたて単位たんいには、利便りべんせい観点かんてんから固有こゆう名称めいしょう記号きごうあたえられている。固有こゆう名称めいしょうつSI組立くみたて単位たんいは、下記かきしめす22である。下方かほうの4つの単位たんいは、健康けんこう保護ほご観点かんてんから特別とくべつ固有こゆう名称めいしょうあたえられたものである。

ひょう3:固有こゆう名称めいしょう記号きごうあらわされる一貫いっかんせいのあるSI組立くみたて単位たんい
組立くみたてりょう 名称めいしょう 記号きごう のSI単位たんい
によるあらわかた
SI基本きほん単位たんい
によるあらわかた
平面へいめんかく ラジアン (radian) rad 1 m/m
立体りったいかく ステラジアン (steradian) sr 1 m2/m2
周波数しゅうはすう ヘルツ (hertz) Hz   s-1
ちから ニュートン (newton) N   m·kg·s-2
圧力あつりょく応力おうりょく パスカル (pascal) Pa N/m2 m-1·kg·s-2
エネルギー仕事しごと熱量ねつりょう ジュール (joule) J N·m m2·kg·s-2
仕事率しごとりつ ワット (watt) W J/s m2·kg·s-3
電荷でんか電気でんきりょう クーロン (coulomb) C   s·A
電位差でんいさ (電圧でんあつ)・起電きでんりょく ボルト (volt) V W/A m2·kg·s-3·A-1
電気でんき容量ようりょう ファラド (farad) F C/V m-2·kg-1·s4·A2
電気でんき抵抗ていこう オーム (ohm) Ωおめが V/A m2·kg·s-3·A-2
磁束じそく ウェーバ (weber) Wb V·s m2·kg·s-2·A-1
セルシウス温度おんど セルシウス K  
ひかりたば ルーメン (lumen) lm cd·sr cd·m2/m2 = cd

ひょう4 単位たんいなか固有こゆう名称めいしょう記号きごうふく一貫いっかんせいのあるSI組立くみたて単位たんいれい

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固有こゆう名称めいしょうつSI組立くみたて単位たんいは、SI基本きほん単位たんいのSI組立くみたて単位たんいわせて組立くみたてりょうあらわすためにもちいることができる。

ひょう4:単位たんいなか固有こゆう名称めいしょう記号きごうふく一貫いっかんせいのあるSI組立くみたて単位たんいれい
組立くみたてりょう 名称めいしょう 記号きごう SI基本きほん単位たんい
によるあらわかた
ねばたび パスカルびょう Pa·s m-1·kg·s-1
ちからのモーメント ニュートンメートル N·m m2·kg·s-2
表面張力ひょうめんちょうりょく ニュートンごとメートル N/m kg·s-2
角速度かくそくど ラジアン毎秒まいびょう rad/s m·m-1·s-1 = s-1
すみ加速度かそくど ラジアン毎秒まいびょう毎秒まいびょう rad/s2 m·m-1·s-2 = s-2
ねつりゅうたば ワットごと平方へいほうメートル W/m2 kg·s-3
熱容量ねつようりょう ジュールごとケルビン J/K m2·kg·s-2·K-1
熱容量ねつようりょう ジュールごとキログラムごとケルビン J/(kg·K) m2·s-2·K-1
ねつ伝導でんどうりつ ワットごとメートルごとケルビン W/(m·K) m·kg·s-3·K-1

脚註きゃくちゅう

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  1. ^ 2019ねん定義ていぎ改定かいてい以前いぜんは、SIを定義ていぎするために基本きほん単位たんい組立くみたて単位たんいという概念がいねん使つかわれていた。この2つの分類ぶんるい区分くぶんは、定義ていぎ定数ていすうもとづく現在げんざいのSIにおいて必須ひっすでなくなったが、その利便りべんせいたかひろ普及ふきゅうしていることから、引続ひきつづ保持ほじされる。
  2. ^ Table 1: The seven base units of the SI” (英語えいご). A concise summary of the International System of Units, SI. p. 2. 2022ねん8がつ4にち閲覧えつらん