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02.エネルギーと生活-動力と電力-

山形大学  工学部  化学・バイオ工学科  仁科辰夫

エネルギー化学 Web Class syllabus 53209 📆 🕥 10:30-12:00 仮想教室中示範B C1 https://a.yamagata-u.ac.jp/amenity/~host/yz/c1/Education/EChem.asp
講義ノート
ピカッとさいえんす

英語ではエナジーと言う。日本ではドイツ語のエネルギーと言う。1963年からアニメ放映された手塚治虫の「鉄腕アトム」でドイツ語の「エネルギー」が国民に定着してしまった。1992年からアニメ放映された「 美少女戦士セーラームーン」では、英語の「エナジー」が使われたが、ドイツ語を払拭するには至らなかったようだ。

✏ 平常演習 Web Class

水を電気を使わらずに酸素と水素に分解するとしたら、どのような方法が考えられるか?またそのときどのような課題を解決しなければならないか?


インターネット スマートグリッド
インターネット
スマートシティ

暖房・給湯と熱量

光熱費を節約したいけど、寒いのはいやですね。家庭で使われるエネルギーは、厨房、給湯、暖房、冷房、照明など。そのうち給湯と暖房が半分以上を占めます。 冬の寒い季節に、暖房で室温 T 〔K〕を上げて、ぽかぽかの生活を送りたいと願うのは今も昔も変わりません。 熱は温度の高い方から低い方へ移動します。暖かい部屋からは常に冷たい外気へ排熱されているのです。暖房費は排熱費と言っていいです。 化学(固体燃料、液体燃料、気体燃料)・電気 輸送にかかる力学的エネルギーがあります。エネルギーの場所を移動するのにも排熱が必要です。固体燃料は備蓄に便利ですが、輸送にエネルギーがかかります。


温室効果ガスと人間活動

46 温室効果ガス
温室効果ガス 地球温暖化係数 原因となる人間活動
二酸化炭素 1 エネルギー アンモニア 製造、ソーダ石灰ガラス又は 鉄鋼製造ソーダ灰の製造、 エコキュート
メタン 25 稲作など
一酸化二窒素(亜酸化窒素)N2O 298 廃棄物等の焼却もしくは製品の製造 の用途への使用・廃棄物燃料の使用
HFC(R32) 675 最近の エアコン ネオキュート エコワン
HFC(R410A) 2090 古い エアコン
06.技術者倫理 未来へ向けて

自動車と動力(HEV・EV・E2H)-燃費から電費へ-

気体の状態シミュレータ(工事中)
数式- 68
数式- 173
pV=nRT
nRT=nFE
100 電気量と電圧との関係

電気エネルギーは電気量と電圧の積です。

ここで注意しなければならないのは、右辺のnは、電子の物質量だということだ

数式- 174

アボガドロ数で割って電子1個あたりに書き直したのが次の式だ。

E=eV
数式- 172

時代は 電気自動車

✏ 平常演習 Web Class

燃費を電費に換算しよう

✏ 課外報告書 Web Class

節電してみよう

✏ 課外報告書 Web Class

低炭素建築物をチェックしてみよう


低炭素住宅・建築物と太陽電池

蓄電池 ソーラーパネル 太陽エネルギー 二酸化炭素 電気自動車
低炭素住宅 とV2H

温室効果ガスである二酸化炭素の増加は危機的状況だ。

石炭 石油 " 産業革命 " 太平洋戦争 " 現在 165017001750180018501900195020002050600500400300200 年代 y / year 二酸化炭素濃度 C / ppm
二酸化炭素濃度

二酸化炭素生成熱 を熱化学方程式で表すと下のようになります。

C + O2 = CO2 + 394 kJ
反応式- 441

熱エネルギー

数式- 70

194
黒体放射
©K.Tachibana
https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/Public/56307/_01/BlackBodyRadiation.asp

電気エネルギー

Example fillrule-evenodd - demonstrates fill-rule:evenodd -3-2.5-2-1.5-1-0.500.511.522.53 Al Fe Zn Cu Li
イオン化傾向

電位が卑なほど、 腐食しやすく、 還元しにくくなります。 電位が貴なほど、 腐食 しにくく、還元しやすいです。


光エネルギー

波長530nmの緑色の光ひと粒が持つエネルギーは、225.7105049531kJ/molです。 これは、2.33932449873963eVです。 定圧下の対称でない多原子分子なら6786.68338445252K相当です。

低圧水銀ランプ。 253.7 nm( UV-B ) の波長で、472KJ/mol(4.9eV) 洗浄

184.9 nm(UV-C,VUV) の波長で、647KJ/mol(6.7eV) 酸素分子がラジカルに乖離 。オゾン発生。

数式- 27
種類 RGB HSB /HSL CMYK
表現 Red ff0000
green 00ff00
blue 0000ff
cyan 00ffff
magenta ff00ff
yellow ffff00
概念 光源色 通信 物体色(表面色、透過色)
蛍光色、金属光沢を除く
用途 ディスプレイ 通信 印刷、プリンター、カメラ
ジャンル エネルギー 情報 材料

再生可能エネルギー

318
もみ殻発電の様子
©
AXIS M1004-Wの映像 7kW 籾殻コージェネレーション(発電・給湯)システム

再生可能エネルギーとして、太陽光、風力、水力、地熱、バイオマスが規定さてれています。 山形県東置賜郡高畠町に技術開発拠点をおく グリーンパワーテクノ(株)は、バイオマス発電で、資源問題に取り組んでいます。

  2030エネルギーミックス
電源分類 資源 2010実績 2030目標
再生可能エネルギー 10 22
地熱 0 1.1
バイオマス 0 4.6
風力 0 1.7
太陽光 0 7.0
水力 10 9.2
原子力 25 22
火力 65 56
LNG 29 27
石油 10 3
石炭 26 26
無機工業化学 エネルギー化学 情報処理概論 技術者倫理

バイオマスは、カーボンニュートラルという考え方に基づいており、 長期的に二酸化炭素の収支に影響を与えないと考えられています。

  1 情報を維持するのに必要な エネルギー
種類説明
情報 100TB 動画(約120分)×1000本×100人ぐらい
2TB×40+4TB×12+600GB×17, キャッシュ用SSD
最大電力 1600W 設計最大消費電力,家庭用 電子レンジ2台分
実測電力 1600W ←設計最大消費電力(DB接続不可のため)
年間電力量
(電気エネルギー)
14025.6kWh
年間電気代 420768円 1kWhあたり30円で算出
年間排二酸化炭素 7.2792864t 東北電力の基礎排出係数0.000519tCO2/kWhより算出
ソーラーパネル面積 24㎡ 1kWあたりに必要なおおよその面積を15㎡として算出
学術情報基盤センター https://ftp.yz.yamagata-u.ac.jp/運用実績より。 通信速度は、実質1Gbps平均です。設計上の最大速度は5Gbpsです. 01.エネルギー化学 02.エネルギー化学 02.情報処理概論 11.情報処理概論

備忘。 7号館のパネルの面積は,忘れました.図面見て計算します. 10kW分のパネルです.7号館は,10kWのシステムが4台,並列でつながっています<パワコン4台 そのうちの1台が 学術情報基盤センター 米沢分室に送電されています.太陽光の電池は, リチウム電池15kWhです44,730,000円

西暦 y / 年消費電力 P / kW1990200020102020203010.08.06.04.02.00.0 L 555.555555555556 122.819022466918 L 416.666666666666 162.316256027897 L 555.555555555556 122.819022466918 L 416.666666666666 162.316256027897米沢キャンパス全域基幹スイッチ
.山形大学の 基幹通信機器 と 建物までの通信機器 の消費電力の年代別推移
02.情報処理概論より
SDGs
06. 技術者倫理
発展: エネルギー変換化学特論 交流インピーダンス法による電池やキャパシタの評価
次回:セルの組立―電池式の書き方と電極の呼び方―

©2021 Kazuhiro Tachibana

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エネルギー化学
  1. 量と単位-自然界を測るものさし-
  2. エネルギーと生活-動力と電力-
  3. 材料と電気-化学結合の種類-
  4. 電気と化学―電池と豆電球のつなぎ方と電流・電圧の測り方―
  5. セルの組立―電池式の書き方と電極の呼び方―
  6. 電気分解とファラデーの法則―銅クーロメーターと電気めっき―
  7. 電池の起電力―銀塩化銀電極とネルンストの式―
  8. 分解電圧―電力効率とターフェルの式―
  9. 測定法-ボルタンメトリーと交流インピーダンス法-
  10. センサーと情報変換-pH電極、参照電極-
  11. 表面処理とアノード酸化―アルマイトと不動態-
  12. 印刷とフォトリソグラフィー―エッチングと腐食―
  13. エネルギー変換と化学―一次電池と二次電池ー-
  14. 自然との共生―バイオと光-
  15. エネルギーと情報-ディスプレイとエレクトロニクス―


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