物理学

熱量の概念と国際単位系における定義

物理学、栄養学、燃料における熱量の概念や国際単位系(SI)における単位(ジュール)について解説する百科事典記事。

📌 主なポイント

  • 熱量の国際単位系(SI)における計量単位はジュール(J)である。
  • 現代の計量学において、英語表記は「quantity of heat」ではなく「amount of heat」とされる。
  • 計量法においてカロリーの使用は、人や動物の摂取・代謝に関する熱量の計量などに限定されている。

熱量(ねつりょう、英: amount of heat)とは、物体間を伝わる熱や、燃料・食品などが持つ熱エネルギーを、比較したり数値で測定したりできる量として捉えた概念である。

物理学および国際単位系における定義

国際単位系(SI)および日本の計量法において、熱量の計量単位にはジュール(J)またはワット秒(W·s)が使用される。国際単位系(SI)第9版およびJIS Z 8000-5(熱力学の量及び単位)においても、熱(heat)および熱量(amount of heat)の単位としてジュールが規定されている。

さまざまな分野における熱量

熱量の概念は物理学の領域にとどまらず、複数の分野でそれぞれ応用されている。

  • 物理学: 物体間における熱の移動や、物体の温度を1ケルビン(K)上げるのに必要な熱容量との関係性において扱われる。
  • 栄養学および食品: 食品などが持つ熱量も本質的には物理学の熱量と同一であり、国際単位系に基づき単位はジュールが用いられる。かつて広く使われていたカロリーについては、計量法により人や動物が摂取する物の熱量、あるいは代謝により消費する熱量の計量という特殊な用途に限り使用が認められている。
  • 燃料: 燃料における熱量とは、化学エネルギーなどの異なる形態のエネルギーが燃焼によって熱エネルギーに変換された際に得られるエネルギーの量を指す。

よくある質問

熱量の国際単位は何ですか?
国際単位系(SI)および日本の計量法において、熱量の単位にはジュール(J)またはワット秒が使用されます。
栄養学におけるカロリーは現在も使用できますか?
計量法において、カロリーは人や動物が摂取する物の熱量や代謝により消費する熱量の計量に限って使用が認められています。
燃料の熱量とは何を指しますか?
燃料の熱量とは、異なる形態のエネルギーが燃焼によって熱エネルギーに変わった場合に得られるエネルギーの量を指します。

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参考文献

BIPM 著、産業技術総合研究所 計量標準総合センター 訳『国際単位系(SI)第9版(2019)日本語版』産業技術総合研究所 計量標準総合センター、2020年3月。
JIS Z 8000-5:2014 (ISO 80000-5:2007) 量及び単位−第5部:熱力学。