エンジニアのための熱技術情報誌

熱技術NEWS
ニュースFebruary
2020
Vol.

83

今さら聞けない国際単位系
物体の性質や状態を数値にする時には、何を基準にして測るか、つまり「単位」をどのようにとるかを、常に明記する必要があります。
かつては力の単位として「重量キログラム（kgf）」などが広く用いられましたが、現在では国際標準に位置付けられている国際単位系（SI）である「ニュートン（N）」を使用するように定められています。今回は SI 単位の基礎知識と種類について解説します。

1
SI（国際単位系）とはSI（Système International d'unités：国際単位系）とはメートル法の後継として定められた国際的な単位のルールです。基本単位は 7 つあり、なじみのある長さ m( メートル )、質量 kg( キログラム )、時間 s( 秒 ) の 3 単位のほかに 4 単位を追加し、世の中の物理量はすべてこの 7 単位の組み合わせで表すことができます。SI 基本単位の組み合わせで表される単位を SI 組立単位といい、固有名称がつけられている単位も多くあります。
また、SI 単位ではないが慣例的に併用が認められている単位を SI 併用単位といいます。
「国際単位系」を英語に訳すと「International System of Units」なのに略称が「SI」ということを不思議に思う人が多いのですが、フランス語（Systéme International d'Unités）の略称です。
メートル法がフランスの発案であったという歴史的経緯があること、及びメートル条約・国際度量衡委員会（CIPM）・国際度量衡局 (BIPM）の公用語がフランス語であるという事情によるそうです。

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SI 基本単位
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HO

物理量

単位名称

長さメートルm

1/299792458 秒間に光が真空中を伝わる長さ

質量キログラムkg

プランク定数を 6.62607015×10 −³⁴ [Js] と定義する

時間秒s

ことで設定される質量セシウム 133 原子の超微細構造の周波数を9,192,631,770[Hz] と定めることによって設定される時間
電流

アンペア

A

熱力学温度 ケルビン

K

電気素量を 1.602176634×10−19[C] と定めることで設定される電流
ボルツマン定数を 1.380649×10−23[J/K] と定義する
ことで設定される温度

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物質量モルmol

光度カンデラcd

アボガドロ定数 6.02214076×10 23 の要素粒子の集合体である物質量
周波数 540×1012[Hz] の単色 光の発光効率を 683 と定めることによって設定される光度あれ？
昔習ったのと違う？

SI の定義を見ていて疑問に思った人はいませんか？ 工学を勉強した人なら聞いた覚えがあるだろうキログラム原器、1/273.16℃、炭素12 などのワードが見当たらず、かわりにプランク定数やボルツマン定数など小難しい定数だらけになっています。
実はこれ 2018 年の第 26 回国際度量衡総会で決議され、2019 年 5 月に施工された出来たてほやほやの再定義で、あなたが学生のときに習ったであろう定義はもう古いのです。特にキログラム、アンペア、モル、カンデラは定義が大幅に改定されており、かつてのキログラム原器は廃止され、すべてのSI 基本単位が基礎物理定数により定義されるようになりました。

SI 組 立 単 位 と は
SI 基本単位 7 つのべき乗、乗除のみで表すことができる単位です。
速度 m/s( メートル毎秒 ) のように基本単位 mと s の組み合わせをそのまま使用する単位と、圧力 Pa( パスカル ) のように固有の名称がつけられている単位があります。Pa も単位の意味をひも解いていくと m、kg、s の 3 単位の組み合わせでできていることがわかります。
（例題参照）
注目

物理量

単位名称

単位記号

面積平方メートル

速度

メートル毎秒

圧力パスカルPa

kg/m·s²

熱量

ジュール

J

kg·m²/s²

電圧ボルト

Vkg·m²/A·s³

セルシウス温度

セルシウス度℃K

比熱

ジュール毎キログラム毎ケルビン

J/(kg·K)

m²/K·s²

SI 単位を使うと何がいいの？

mm/s

SI は 18 世紀末にフランスで制定されたメートル法が起源となっている。1867 年のパリ万国博覧会にてメートル法による単位統一が決議され、1875 年にメートル条約が締結された。日本は 1885 年にメートル条約へ加入したが、当時日本で広く使われていた尺貫法は根強く、1951 年に計量法が施行されメートル法使用が義務付けられたことで本格的に普及した。なお、アメリカは現在でもメートル法を採用しておらず、ヤード・ポンド法が主流である。

SI 単位を使うとたとえ別の国であっても長さや質量、時間などについて話す際、同じ単位、同じ尺度で話すことができます。
SI 単位でない単位は限られた業界や地域で使われることはありますが、それ以外では基本的には通じません。非 SI 単位は方言、SI単位は標準語のようなものです。
注目

SI 単位での表記
2

風圧スイッチ単位（Pa、mmAq、bar）

安全センサのうちの一つである風圧スイッチでは日本メーカ、海外メーカと様々な種類が存在します。
よく使用される単位として SI 単位である Pa のほかに、mmAq、mbar などがあります。それぞれの単位
は 1 mbar＝100 Pa、1mmAq＝9.80665 Pa といった具合に変換が可能です。環境によっては圧力計がmmAq 表示、圧力スイッチは kPa 表示といったように、表示単位がバラバラな現場状況も多く見受けられます。圧力スイッチが作動して圧力異常となった場合、速やかに現在の圧力と圧力スイッチの設定値を確認する必要があるためいつでも計算して圧力の単位を変換できるようにしておきましょう！
もっと詳しく

圧力スイッチは、ガス（都市ガス・LP ガス・空気等）の圧知りたい方はこちら！

力を検出するスイッチです。設定値に応じて回路を ON/OFFし、設備の安全を監視します。工業炉では燃焼装置に供給

エコム公式 WEB 解説ページ

されるガス圧力の上限・下限の監視や、ファンの起動確認、フィルタの目詰まり検出等、幅広く使用されています。
実例

エコムのテスト機をクローズアップ

工業炉では炉の性能を示すために、こんな単位が使われています。
ガスバーナ業界では SI では使用が認められていない kcal/h が単位としてまだまだ使われています。

例題

http://www.ecom-jp.co.jp/url/index.php?u=51

炉内有効寸法700 mm × 700 mm × 700ｍｍ

最高使用温度

550 ℃

有効域の温度精度

±1℃

熱源容量

ガスバーナ 116 kw（100,000 kcal / h ）装置重量3,000 kg

最大ノズル風速40 m / s

電源200v

エネルギー管理士試験の問題にチャレンジ①（2）圧力・応力 (Pa) ＝（3）エネルギー・仕事・熱量（J）＝（4）仕事率・工率・放射束 (W) ＝（5）電圧 (V) =

⑤

④

③

ア：kg/(m·s2)
イ：kg·m/(A·S2)
ウ：kg·mエ：kg·m2/s2/100A

エコム公式 WEB 解答ページ
http://www.ecom-jp.co.jp/url/index.php?u=52

解答群

②60Hz

解答、解説はこちらのページまで！

組立単位の中には固有の名称をもつものがいくつかあるが、次の 4 つの固有名称を持つ組立単位を基本単位を用いて表せ。
（1）力 (N) =/オ：kg·m/s2
カ：kg·m2/A·s3
キ：kg·m2
ク：kg·m2/s3

熱技術ニュース

発行：株 式 会 社 エ コ ム
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