空気の熱量計算

質問

以前にあった質問に対し、再確認したいです。
http://okwave.jp/qa/q6559338.html

同じ条件で計算すると、
Input温度　28℃　Output温度70℃　　風量200m^3/minのときの発熱量はいくらか？

空気密度 1.29 （kg/m^3)
空気比熱 0.24 [kcal/kg ℃]

熱量　＝　1.29（kg/m^3)*0.24[kcal/kg ℃]*（200/60 m3/sec）*42Δt　=　43.3 kcal/sec

1cal=4.19Jなので、　43.3kcal*4.19＝181ｋJ　となりませんか？

私の計算が間違っている場合、どこが待ちがっっているか、訂正してもらえると助かります。

回答No.3

inara1

＞ということは、『181kJ/sec = 181kWh』となります？
なりませんねー。181kJ/sec = 181kW は成り立ちます。

181kJ/sec の単位は J/sec または Watt で、181kWhの Wh は Watt に時間をかけた量で、その単位は J ですから、次元の違う量はイコールで結べません。Watt という単位は J/s と同じです（J/sをＷという単位で書いているだけ）。1Watt で発熱している物体が1時間の間に放出するエネルギーは 1W に3600secをかけた 3600J になります( J/s に s をかけると J になる）。したがって 1Wh = 3600J です。Wh という単位は、1W の電力を1時間消費したときの全エネルギー、というのが直感的に分かりやすいので使われているものです。0.1W の電力を10時間消費したときのエネルギーも 1Wh になります。

Watt は学術用語で言うと「仕事率」です。J は「仕事（エネルギー）」です。Wh もエネルギーですが 1Wh = 1J ではなく、1Wh = 3600J になります。

余計分からなくなるかもしれませんがここ（http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BB%95%E4%BA%8B%E7%8E%87）を参考にしてください。仕事 W が熱エネルギーに相当します。この W は単位のWatt でないです（ややこしい）。

回答No.2

inara1

＞181ｋJ/sec＝181kWatt/sec
W = J/s ですから 181ｋJ/sec＝181kWatt になります（/secは不要）。W という単位自身が、1秒あたりという概念を含んでいます( Watt = J/sec )。

＞654M Watt/Hということですよね？
Watt/H ではありません。ある時間範囲のエネルギー放出量はANo.1に書いたように
　　　熱エネルギー(J) = ∫発熱量(W) dt
ですから、１時間のエネルギー放出量は
　　　181(kWatt)×3600(sec) = 181(kJ/sec)×3600(sec) =6.52×10^8 (J)
になります。

最近話題の電力関係では kWh というのを使いますが、これもWに時間(h)をかけた量で、J と同じエネルギーの単位です。1kWの電力を 1h (3600s) 使ったときの電気エネルギーは
　　　1kW×3600s = 3600kJ
ですが、これが 1kWh です。つまり 1Wh = 3600J になります。上の 6.52×10^8 (J) を Wh で書き直すと 181kWh になります。

お礼

まず、私の理解力が無いことをお詫び申し上げます。
ここまで丁寧な説明なのに、まだ、解せません。

最初の熱計算に戻って、Δt42℃ｘ200m3/minの1秒間の熱エネルギーは181kJ/sec（=181kW)ですね。　これは理解しました。
それを1時間当たりに計算すると　6.52×10^8 (J)　になります。　これも理解しました。
これをWhにすると、181kWhになります。　ということは、『181kJ/sec = 181kWh』となります？

回答No.1

inara1

私の回答ですね。
前の回答では、エアーの流量が 200 m^3/min で、入口温度が 28℃、出口温度が 70℃ならば、冷却しているものの発熱量は Q = 181.7 kW になるとお答えしました。発熱量（Ｗ：ワット）というのは、1秒あたりに発生する熱エネルギー（Ｊ：ジュール）のことなので、1秒間に発生するエネルギーは 181ｋJ で合ってます。
　　　熱エネルギー(J) = ∫発熱量(W) dt
なので、発熱量が時間によらず一定なら、熱エネルギー(J) = 発熱量(W)×時間（秒）　になります。前の回答でも言いましたが、流体を介した熱伝達を考えるときは、時間あたりの熱エネルギーの変化（熱量）で考えるといいです。

お礼

ご回答、ありがとうございます。

ということは、1秒間の発熱で考えると、181ｋJ/sec＝181kWatt/sec
Wattは、時間あたりで言うことが多いと思いますので、654M Watt/Hということですよね？
inara1さんが、最初に計算したとおりの回答で正解ってことですよね？