3 センチジュールからワット時への換算

センチジュール（cJ）について

センチジュール は、1 ジュール の 100 分の 1、すなわち 0.01 ジュール にあたるエネルギーの単位です。記号は cJ です。センチメートル や センチリットル とまったく同じ作り方をした、規則どおりの メートル法 の一員ですが、国際単位系のなかでもっとも書かれることの少ない単位のひとつでもあります。その理由を知ることは、接頭語 が実際にどう選ばれるかを知ることでもあります。

量そのものは思い描きやすいものです。2 グラム ほどの小さな硬貨が 50 センチメートル 落ちると、およそ 1 センチジュール で着地します。鍵盤を 4 回たたく仕事もほぼ同じで、やわらかい ばね を数 ミリメートル 縮める仕事も同じです。小さく意図した動作のエネルギー、すなわち音として聞こえるだけの量はあり、力として感じるには足りない量です。

この単位が珍しいのは、工学が 1000 倍きざみの 接頭語 に落ち着いたからです。ミリ、マイクロ、ナノ と、その上向きの キロ、メガ、ギガ が、隣どうしのあいだに 3 桁を置きながらあらゆる尺度を覆うので、書かれる数値は 1 から 1000 のあいだに収まり、センチ も デシ もいりません。ほとんど誰もが書くのは 10 ミリジュール という形で、それは 1 センチジュール とまったく同じ意味です。

センチ がほかの場所で生き残ったのは、人の寸法がたまたまそれに合うからです。センチメートル は指の幅に、センチリットル は飲み物の一杯に、センチグラム は薬の一服に合います。100 分の 1 が扱いやすい人の量に落ちるところでは 接頭語 は残り、ジュール のようにそうでないところでは、規格から削られることもないまま、静かに実務から消えていきます。

いくつかの技術分野はなお使い続けています。粘度は潤滑油や プロセス 産業で センチポアズ と センチストークス で示され、放射線治療の線量は グレイ ではなく センチグレイ で処方され、土壌水分の張力は センチバール で読まれます。いずれも基本単位の 100 分の 1 が作業範囲にちょうど落ちる場合で、センチメートル と同じ理屈です。この習慣は、いくたびかの近代化の試みを生き延びてきました。

それでも センチジュール に出会ったとき、たいていは古い文章か、訳された資料か、接頭語 を教える例題ですが、安全なのはその場で換算してしまうことです。10 倍すれば ミリジュール として読め、100 で割れば ジュール として読めます。どちらの向きでも情報は失われず、出てきた数値は同じ紙面のほかのすべてと そろい ます。

1 センチジュール は、0.01 ジュール、およそ 0.00239 カロリー、およそ 0.00000278 ワット時 に等しくなります。

ワット時（Wh）について

ワット時は、1 ワット の仕事率が 1 時間流れたときに届けられるエネルギー、すなわちちょうど 3600 ジュール にあたる単位です。記号は Wh です。キロワット時 の小銭にあたり、エネルギーの量が千の位で言うには小さすぎる場面で使われます。

おもな縄張りは電池です。ノート型計算機、電話、電動工具、携帯用スピーカーの容量は ワット時 で示され、機器どうしを比べるときに意味をもつのはこの数値です。ふつう セル に印刷されている二つの数を掛け合わせたものだからです。3.7 ボルト で 3000 ミリアンペア時 と書かれた電池はおよそ 11 ワット時 を蓄えており、アンペア時 の数値だけでは、電圧がなければ何の意味もありません。

航空の規則が、この単位を思いがけず世に広めました。100 ワット時 を超える リチウム 電池は、航空会社の承認なしに客室手荷物として持ち込めず、160 ワット時 を超えるものは旅客機からまったく締め出されています。ノート型計算機や カメラ の電池にこの数値が印刷されているのも、携帯用の充電池がしきい値のすぐ下に収まるよう設計されているのも、そのためです。

小規模な発電もこの単位を使います。庭灯の太陽電池、環境から電力を集める センサー、自転車の発電機は、キロワット時 ではなく 1 日あたりの ワット時 を生み出します。電池 1 本で何年も動くように作られた低消費電力の電子回路は、ミリワット時 で見積もられます。

この単位は、キロワット時 に向けられるのと同じ批判を共有します。SI の整合的な仕事率の単位を、SI 以外の時間の単位と組み合わせているからです。厳密に SI で言えば正しい表し方は 3600 ジュール、すなわち 3.6 キロジュール であり、科学の文章は ジュール を使います。それ以外の場所では、機器の定格との実用的なつながりが勝ちます。

蓄電の設備は、家庭用の電池から系統規模の設備まで、同じ出発点から キロワット時、メガワット時 へと段を上がっていくので、この一族全体がひとつの計算を共有しています。

ここ で、よく ある 取り違え を ほどいておきましょう。電池 の 素子 は ふつう アンペア 時 か ミリ アンペア 時 で 表示 されますが、これら は 電荷 を測るもの で エネルギー ではありません。アンペア 時 が 同じ 二 つ の 素子 でも、電圧 が 違えば 蓄える 量 は かなり 異なります。アンペア 時 に 公称 の 電圧 を掛ければ ワット 時 が出ます。3.85 ボルト の 3000 ミリ アンペア 時 の 電話 の 素子 は およそ 11.6 ワット 時 をもちます。機器 どうし の 容量 の 比較 が ワット 時 でしか 意味 をもたない のも、航空 会社 が 上限 を ワット 時 で定めるのも、ミリ アンペア 時 で 宣伝 する 携帯 の 電源 が、自身 の 変換 の 損失 を数えれば その数値ほど 出せない ことがあるのも、その ためです。

1 ワット時 は、3600 ジュール、0.001 キロワット時、およそ 0.86 キロカロリー に等しくなります。