この記事では、様々な単位について解説していきます。

現在、基本的にはＳＩ単位系が使われているのですが、古い教科書だと、重力単位系がまだ使われていたりします。

そのため、海技士（機関）を勉強していく中で、単位の壁にぶつかってしまうのです。

この記事を読めば、必ず単位の申し子になれるはずです。

はじめに

（読み飛ばしてOK）

代表的な単位系に重力単位系とＳＩ単位系があります。

重力単位系は、

kgf　kgw　kg重　などです。

ＳＩ単位系は、

国際単位系とも言われ、ｓ、ｍ、ｋｇなど、国際的に決められた基本単位を用いて、種々の単位を構成します。

SI基本的な単位

まず初めに、基本的な単位をおさらいしていきます。

m　(meter)長さ　(メートル)
ｓ　(second)時間　(秒)
kg　(kilogram)質量(キログラム)
A　(ampere)電流　(アンペア)
K　(kelvin)温度　(ケルビン)
mol (mole)物質量　(モル)
cd　(candela)光度　(カンデラ)

ｋｇについてですが、日常に使っている重さもキログラムと言いますが、質量と重さは少し異なります。

質量は、物体に固有もので、無重力化でも変わりません。つまり、質量が６０キログラムであれば、宇宙だろうが月の上だろうが６０キログラムです。

重さは、重力環境下における指標なので、地球で重さ６０キログラムなら、宇宙では重さ０キログラム、月面上では重さ１０キログラムとなります。

重力単位系のｋｇｗ（ｋｇｆもほぼ同じ）というのは

重さ６０ｋｇ ＝ ６０ｋｇｗ(ｋｇｆ)

ということなんです。

日常生活は地球上で送っていますので、ほぼ質量＝重さとなり、区別する必要性が出てこないんですね。

単位の組立てについて

単位って色々ありますよね。

ニュートン（Ｎ）であったり、パスカル（Ｐａ）だったり。

これらの単位は、基本的な単位で分化することができます。

これをマスターすると、計算問題などがとても簡単になります。

それでは、各分野ごとに単位を分解していきましょう。

質量を重量に

SI単位系では、重量の単位Ｎ（ニュートン）を使うと

重量　＝　質量　×　重力加速度(”ｇ”)　

なので、”ｇ”は9.81（m/s²）なので、質量１ｋｇの物体の重量は、

重量　＝　１　×　9.81
　　　＝　9,81 N

そして、重力単位系では、１kgfと表されるのです。つまり、

質量１kgの重量 ＝ 9.81N＝ 1kgf

というわけです。普段、これは１キログラムの重さだよと言いているとき、正確に言えば、それは9.81N(ニュートン)なわけです。

では、N（ニュートン）を分解しましょう。

先ほどの式から

Ｎ　＝　ｋｇ　×　ｍ/ｓ²【SI単位】

密度・比重など

密度（density） 　記号　ρ（ロー）

密度は、ＳI単位系では１立方メートル当たりの質量で表される。

単位　　kg/m³

【問題】

ＳＩ単位系の密度の単位（kg/m³)を重力単位系に変更してください。

【解答】
ｋｇ →　ｋｇｆ　にする場合、ｆが追加（掛け算）されている。
ｆをｋｇに掛けているので、ｆを付け加えた後に、ｆの単位で割ってあげると良い。
そして、ｆ＝（ｍ/ｓ²）なので、
　　ｋｇ＝ｋｇｆ÷（ｍ/ｓ²）
　　　　＝ｋｇｆ・ｓ²/ｍ
　　　　　　　　※”・”は×の意味。
最終的に、　
　（kg/m³)　＝（ｋｇｆ・ｓ²/ｍ）/ｍ³
　　　　　　＝ｋｇｆ・ｓ²/ｍ⁴

ポイントはｆを入れるときはｆの単位（m/s²）で割るということです。

これができたら、古い参考書でも簡単にSI単位系に変更することができます。

圧力

圧力（pressure） 　記号　P

圧力は、ＳI単位系では単位面積（1ｍ²）当たりの力の大きさで表される。

単位　　N/ｍ²　　
　　　　Ｐａ（パスカル）

Pa（パスカル）は、1000倍したkPaや10⁶倍したMPa（メガパスカル）が使われることが多いです。

ちなみに、hPa（ヘクトパスカル）という単位は、１００Paのことです。

1013ｈPaを1気圧とし、１atm(アトム)と言ったりもします。

機関室などに置かれている圧力計は、古い船だと重力単位系がまだ使われていたりします。

１気圧＝0.1Mpa＝1kgf/cm²(=760mmHg)

を覚えておきましょう。

～単位の分解～

１Pa = １N/m² = １(kg･m/s²)/m²
　　　　　　　= １kg/(m･s²）
（重力単位）　= 0.101kgf/m²
　　　　　　　= 0.0000101kgf/cm²

となる。ここで１気圧（大気圧）は、だいたい1013hPaであるため、

1013hPa= 1013×100Pa = 101300Pa
　　　 = 0.1013Mpa
　　　 =0.1013×10⁶×1.01×10⁻⁵kgf/cm²
　　　 = 1.02kgf/cm²
となる。

エネルギ（熱量と仕事）

熱量と仕事は言葉は違いますが中身は同じエネルギです。

つまり単位も同じです。

エネルギ（energy） 　記号　W , Q
単位　　J（ジュール）　
　　　　N・ｍ

エネルギは全てＪ（ジュール）で表されます。一般的にｋＪ（＝1000Ｊ）が使われます。

そして、１Ｊ は

１Nの物体を１ｍ動かすのに必要なエネルギ

と定義されます。

重力単位系では、kgf･mと表記されます。

そして、kcalという単位も熱の単位です。１kcalは１kgfの水を１度上昇させるのに必要な熱量と定義され、１kcal＝4.19kJです。

仕事率（パワー・動力）

仕事率は、単位時間当たりにどれだけの仕事をするかであらわされます。

単位時間については、１秒であったり、１時間だったりします。

１秒の時　ワット

１時間の時　ワット時

仕事率（power） 　記号　W
単位　　W（ワット）　
　　　　Ｊ/ｓ
　　　　Wｈ（ワット時）
　　　　Ｊ/ｈ　←１時間当たり

一般的には1000倍のｋＷ（キロワット）が使われます。

重力単位系では、馬力が使われます。

単位はkgf･mです。

そして、メートル馬力である仏馬力（PS）が使われます。

機関の出力の表記でも、まだまだ仏馬力が使われています。

そのため以下の換算を覚えておいてくださいね。

　１PS = 0.7355kW

～単位の分解～

１PS = 75kgf･m/s
　　 = 75×9.8066…N･m/s
　　 = 7355N･m/s
= 0.7355kW

おわりに

いかがでしたでしょうか。単位の変換ができるようになると、機関士としてのレベルがぐっと上がるはずです。

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