◇ ゚ネルギヌ化孊

💯 電量蚈クヌロメヌタヌず電䜍差蚈ポテンショメヌタヌなどの珟物を確かめよう

この課倖報告曞のテヌマは、珟地蚪問、珟物確認を求めたす。 ネットで怜玢しただけの取り組みはご遠慮ください。

ファラデヌ電気分解の法則によっお、物質量ず電気量が結び぀いおいるこずが瀺された。

物質量を枬定するこずで、電気量を枬るこずができたす。

物質量は、䜓積たたは質量によっお枬るこずができたす。 䜓積は、たずえば、メスシリンダヌの目盛りから、質量は倩秀の目盛りから読み取るこずができたす。 このこずは、目盛りから電気量を読み取れるこず意味したす。

これを応甚しお電量蚈クヌロメヌタ、クヌロンメヌタではないが考えられたした。 電析した銀の質量を枬る銀クヌロメヌタ、電析した銅の質量を枬る銅クヌロメヌタ、電析した酞氎玠混合ガスの䜓積を枬る爆鳎気クヌロメヌタなどが知られおいたす。

キルヒホッフの第二法則 によっお、ホむヌトストンブリッゞのような回路の理解が進んだ。 これを応甚しお電䜍差蚈が考えられた。

電䜍差蚈では、抵抗の長さから電池の起電力を枬るこずができたす。

電量蚈で電気量を枬り、電䜍差蚈で電池の起電力を枬れば、電池の゚ネルギヌを求めるこずができたす。 ゚ネルギヌは電気量ず電圧の積だからです。

このように電気量ず電圧を正確に枬るこずは、電気゚ネルギヌの枬定の基本であり、 幎以䞊前の孊生も、そのやり方を孊んできたした。 米沢工業高等孊校重芁文化財の建物には、幎前の先茩方が孊んできた 電量蚈や電䜍差蚈が展瀺されおいたす。

米沢工業高等孊校重芁文化財の建物に入っお、 電量蚈や電䜍差蚈の珟物を探し出し、それら珟物に぀いおの解説をしおみたしょう。

事前申蟌みが必芁です。芋孊にはガむド必須です。 ガむドの郜合によりお受けできない堎合がありたす。 事前申し蟌みに぀いおは、䞋蚘にご連絡ください。

山圢倧孊工孊郚 䌁画総務担圓 TEL0238-26-3005 受付時間9001700土日祝日及び䞀斉䌑業日を陀く
旧米沢高等工業孊校本通 建物内の芋孊に぀いお

珟圚では、おおくの家庭にセンサヌずネットを掻甚したスマヌトメヌタヌが導入されおいたす。 スマヌトメヌタヌの導入によっお、省力化ず電力の芋える化が実珟できたした。

実際のスマヌトメヌタヌあるいは電力蚈の珟物を探し出し、確認しおみたしょう。 それらの原理に぀いお解説をしおみたしょう。 ※スマヌトメヌタヌは、珟圚家庭に普及し぀぀ある状況で、 米沢工業高等孊校重芁文化財に珟物が存圚する保蚌はありたせん。 スマヌトメヌタヌの珟物は、アパヌトや実家で探しおみたしょう。 

スマヌトメヌタヌを掻甚したスマヌトグリッドに぀いお議論しおみたしょう。 ※米沢工業高等孊校重芁文化財に珟存する枬定噚ず、珟圚普及し぀぀あるスマヌトメヌタヌず比范しお、 技術の進歩に぀いおの理解を深めたしょう


銀クヌロメヌタヌ

図   1 銀クヌロメヌタヌ

米沢高等工業孊校本通 応甚化孊科展瀺宀䌚蚈宀 に展瀺しおありたす。

🏛 👚‍🏫 🗿

ファラデヌ定数

衚   1 ファラデヌ定数
数倀抂数 単䜍 説明
96485.332 C/mol
26.801 Ah/mol
26801.481 mAh/mol
0.027 kAh/mol

96485.332 〔 C/mol 〕 は、アボガドロ数×電気玠量で、それらはで定められた 定矩定数 です。

工業的には、 26.801 〔 Ah/mol 〕をよく䜿いたす。

銀、 銅、 爆鳎気などで、電気量を范正したす。

ファラデヌ定数は、 ゚ネルギヌ密床や理論容量の蚈算にも䜿いたす。


電䜍差蚈ポテンショメヌタヌ

図   2 電䜍差蚈ポテンショメヌタヌ

電䜍差蚈

図   3 電䜍差蚈ポテンショメヌタヌの原理電池の起電力
2015  小野寺䌞也

ポッゲンドルフの 補償法で、被怜電池の電圧を枬定したす。 暙準電池 の電圧 E0 を抵抗線の 長さ l0 に換算し、被怜電池の電圧の抵抗線の 長さ l ずの比から、被怜電池の電圧 E を 枬定 したす。

米沢高等工業孊校本通の 電気・通信科展瀺宀教宀に 電䜍差蚈がありたす。

  1. 鮫島実䞉郎. 物理化孊実隓法. 裳華房(1927初版),p.266
  2. 吉田卯䞉郎, 歊居文助共著. 物理孊実隓. 䞉省堂(1940初版),p.215
  3. 田 薫、原玍 淑郎、鈎朚 啓䞉. 応甚物理化孊II. 培颚通(1985).p.191 1 )

りェストン電池暙準電池

図   4 りェストン電池暙準電池
©2024 K.Tachibana * , C1 Lab.

起電力は玄1 ※ 実量噚

米沢高等工業孊校本通に 展瀺されおいたす。


スマヌトグリッドでの情報通信の流れ

↕ 情報 通信
送配電系統管理事業者
↕ 情報 通信
電力䟛絊事業者
↕ 情報 通信
スマヌトメヌタヌ
↕ 情報 通信
宀内モニタヌ 
↕ 情報 通信
家電類・゜ヌラヌパネル
図   5 スマヌトグリッドでの情報通信の流れ
© K.Tachibana * , C1 Lab.

䟛絊偎ず需芁偎で、双方向通信で電力の流れを制埡し、最適化できる送電網をスマヌトグリッドず蚀いたす。 スマヌトグリッドでは、再生可胜゚ネルギヌなどの分散型発電を䞀䜓化しお、電圧や呚波数のばら぀きの少ない高品質な電力を䟛絊するこずを目指したす。 2 )


💯 課倖報告曞 Web Class

課倖報告曞の曞き方に぀いお

課倖報告曞は、 報告曞です。感想文ではありたせん。 デヌタ の提瀺方法を工倫するこずで、 共著者の圹割 の感情や思想を創䜜的に衚珟しおください。 デヌタ は、単なる実隓事実や科孊的数倀です。 しかし、結果は、 著者による創䜜的な衚珟であり、 著䜜物です。

  1. できるだけ短く簡朔に。
  2. 事実をあるがたた客芳的に。
  3. 感想や思い䞻芳を亀えない。
  4. 🆖矎味しかった。🆖面癜かった。
図   6 報告曞䜜成の心埗
  1. 課題を確認する。
  2. 報告曞 の䞻題テヌマを決める
  3. 報告曞 の玠材 参考文献、 デヌタを集める 3 )
  1. 報告曞 の 構成 緒蚀、 方法、 結果の内容 を考える
    1. 緒蚀 は、出兞の明らかな 出版物 から。参考文献を明蚘する。
    2. 方法 は、読者が远詊できるように具䜓的に過去圢で曞く。
      🆖倚めのお湯を泚いだ⇒🆗1000mL、100℃のお湯を泚いだ
      🆖適宜、適量、玄
      🆖ゆでお氎にさらす⇒🆗ゆでお氎にさらした
  2. 著者を確認する 4 ) 。
  3. 本文の執筆䞋曞き、草皿をする。
  4. 芋盎し掚敲をする。
  5. 枅曞脱皿しお、提出報告する。
図   7 報告曞䜜成ず提出の流れ

課倖報告曞は、孊習保蚌時間8時間を芁件ずしたす。 期末にWebClassに提出する 成瞟評䟡申請曞には、䞻題の決定から、脱皿たでの、それぞれに芁した時間も含めおください。 デヌタは、䞉珟䞻矩珟堎・珟物・珟実にのっずっお収集しおください。


課倖報告曞を広く圹立およう

孊校教育法第癟十䞉条に、 「倧孊は、教育研究の成果の普及掻甚の促進に資するため、その教育研究掻動の状況を公衚するものずする。」 ずありたす。

提出しお終わり、ではもったいありたせん。 評䟡のための提出ではなく、誰かを笑顔にする取り組みにしおみたせんか

取り組んだ内容に぀いお、ぜひ、友人、知人、家族など広く䌝えお圹立おたしょう。 たた、意芋やアドバむスを積極的に取り入れたしょう。 査読された内容ではありたせんが、 などで䌝えおいくこずもいいでしょう。 ホヌムペヌゞで公衚するこずも掚奚したす。 そのやり方は、 情報凊理抂論の挔習を掻甚しおください。 公衚にあたっおは、ネットストヌキングの被害などから身を守る工倫をしたしょう。

評䟡のために提出するだけでは、それを誰かが耇補しお利甚するこずはありたせん。 耇補しお利甚する䟡倀があるずき、耇補する暩利は、著者にあり、それを著䜜暩ず蚀いたす。

評䟡を埗るために他人の著䜜物を耇補行為は、著者の著䜜暩の䟵害ずなりたす。 たた評䟡をえなかったずしおも、他人の著䜜物の剜窃行為は、倫理的にいかがなものかず思いたす。


課倖報告曞に耇数で取り組む堎合の泚意点

課倖報告曞に取り組むにあたっお、耇数人で取り組むこずはかたいたせん。コミュニケヌションをずっお、チヌムずしおプロゞェクトに取り組んでください。

報告曞は、個人の著䜜物です。 協働でテヌマに取り組んでも、ひずりひずりが独立に報告曞を䜜成し、提出しおください。

耇数人で取り組んだこずを明らかにするため、共著者ずしお、共同研究者を曞いおください。執筆者提出者を筆頭著者ずしおください。 共著者の圹割を明らかにしおください。

慣䟋にしたがう匕甚は、かたいたせんが、自分が執筆した郚分ず、共同研究者の著䜜から匕甚した郚分が、区別できるようにしおください。その郚分を、実際に誰が執筆したのか、明らかでないような、匕甚の仕方コピペされおいるのに、誰が曞いたかわからないような状態は、ご遠慮ください。

図や写真は、独立した著䜜物ずみなされたす。その堎合は、匕甚ではなく転茉ずなりたす。たずえば、写真は撮圱者に著䜜暩がありたす。蚱諟をずったうえで、自分以倖の共同研究者が撮圱した写真を掲茉する堎合は、著䜜暩のクレゞットを明蚘しおください。もちろん、協働制䜜物を、それぞれが写真に撮圱した堎合は、それぞれが、それぞれの写真の著䜜暩を持ちたすので、クレゞット衚蚘は必芁ありたせん。

著䜜物ずは、著者の感情や思想を、創䜜的に衚珟したものです。それを螏たえお、報告曞を䜜成しおください。

衚   2 研究䞍正FFP
項目 説明 事䟋
捏造 (fabrication) 実隓しおいない デヌタ を、でっちあげお、あたかも実隓した デヌタ のように衚珟しおはいけたせん ディオパン事件 5 ) 6 )
改ざん (falsification)

デヌタ や 情報を郜合のいいように曞き換えおはいけたせん。 箙 に 墚 で曞かれた手曞きの 文字は、改竄しづらいです。

盗甚・剜窃 (plagiarism) 他人の 論文 やアむディアなどを無断でコピペしおはいけたせん。 デゞタル技術の発達で、コピペが簡単になった分、盗甚も簡単になりたした。 たずえ、自分の既発衚 論文でも、 匕甚 7 ) ではなくそのたた流甚するず「自己剜窃」です。 図衚 は、匕甚ではなく、転茉なので原則ずしお、転茉蚱諟が必芁です。
二重投皿 䞀床、公衚した内容を䜿いたわしおはいけたせん。 自己盗甚自己剜窃は、䞍正です。 * *
䞍適切な オヌサシップ 貢献しおいないのに、 著者ずしお名を連ねおはいけたせん。 名矩貞しです。名矩借りはだめです。 他人の 論文や報告曞を、代筆しおいけたせん。 *
査読䞍正 著者が、匿名査読者になりすたしお査読しおはいきたせん。 匿名査読者を特定し、査読に圱響を䞎えおはいけたせん。 査読者が、査読䞭の論文の内容を、自分の内容ずしお公衚しおはいけたせん。 ハゲタカゞャヌナル、ハゲタカ孊䌚に投皿しおはいけたせん。
䞍正行為の蚌拠隠滅 䞍正行為があったこずの蚌拠を隠滅したり、立蚌を劚害しおはいけたせん。

* *


課倖報告曞の配点ず取り扱いに぀いお

課倖報告曞の配点は䞀埋10点加点です。

単䜍数を2単䜍ずするず、2×30時間が暙準孊習保蚌時間です。 最䜎孊習保蚌時間のほかに、取り組んだ内容1件に぀き䞀埋10点加点したす。 2×30時間を100点満点ずし、そこから最䜎孊習保蚌時間を差し匕いお、10点で割るず、 課倖報告曞の暙準的な孊習時間が蚈算できたす。 ぀たり、課倖報告曞の孊習保蚌時間は、8時間玄日です。 十分な時間をかけおいない報告曞の提出は、䞍正行為ずしお扱うこずもありたす。 たた課倖報告曞は、教宀でやれない課倖掻動の報告です。 珟堎・珟実・珟物などの実態を䌎っおいない報告曞の提出は、䞍正行為ずしお扱うこずがありたす。

予習報告曞は、課倖報告曞ずしお申請できたす。 蚭問ごずに別々の報告ずするこずはできたせん。その堎合は、二重投皿自己盗甚の䞍正行為ずしお扱うこずがありたす。

成瞟評䟡申請曞 では、曞誌情報、課倖報告曞の芁旚アブストラクト、費やした時間孊習保蚌時間、かかったコスト、珟堎・珟実・珟物の゚ビデンスなど指定された芁件を申告しおもらいたす。


◇ 参考文献


QRコヌド
https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/public/52255/_99/q_125.asp
名称 教育甚公開りェブサヌビス
URL 🔗 https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/
管理運甚  山圢倧孊 孊術情報基盀センタヌ

🏫 孊問の自由 は、心の自由。 倧孊では、粟神は自由であらねばならない。束朚健䞉
📆 20250711 リチりムむオン二次電池 東京・きゅりあん
名称ラボラトリヌ
URL🔗 https://c1.yz.yamagata-u.ac.jp/
管理運甚 
山圢倧孊 工孊郚 化孊・バむオ工孊科 応甚化孊・化孊工孊コヌス
ラボラトリヌ  䌊藀智博 ・ 立花和宏   米沢

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