問題 2

次の各文章の【1】～【9】の中に入れるべき最も適切な字句等をそれぞれの解答群から選び、その記号を答えよ。 また、【A a.b×$10^c$】に当てはまる数値を計算し、その結果を答えよ。ただし、解答は解答すべき数値の最小位の一つ下の位で四捨五入すること。(配点計50点) (1) 国際単位系(SI)では、長さ(メートル[m])、質量(キログラム[kg])、時間(秒[s])、電流(アンペア[A])、熱力学温度(ケルビン[K])、光度(カンデラ[cd])及び物質量(モル[mol])の7つを基本単位としている。これに対し、電荷の単位であるクーロン[C]は、前述の7つの基本単位のうちのいくつかを組み合わせて【 1 】と表されるので、組立単位と呼ばれる。 また、圧力の単位であるパスカル[Pa]も組立単位であり、基本単位を用いて【 2 】と表される。 ここで、高さ10mの水柱の底面にかかる水の圧力は、水の密度を1000kg/$m^3$、重力の加速度を9.8m/$s^2$とすると × 10[Pa]となる。

(2) 我が国の発電設備別の発電電力量の割合は、2011年の東日本大震災における原子力発電所事故の影響を強く受けて、この10年間で大きく変化している。2010年度には、火力と原子力の占める割合は【 3 】であり、水力を除く再生可能エネルギーは2%以下であったが、震災後は原子力が激減するとともに、大気中の二酸化炭素濃度の増加を抑制する観点から、再生可能エネルギーの導入が促進された。その結果、2020年版のエネルギー白書に示されている2018年度の実績では、水力を除く再生可能エネルギーの割合は約【 4 】[%]まで増加している。また、2018年度における火力の発電電力量を化石燃料別に比べると、多いものから順に【 5 】となっている。

(3) 種々のエネルギー源を対象として、それらを利用する系が外界(多くの場合は環境)と平衡するまでに取り出せる最大の仕事量(Eとする)を【 6 】と呼ぶ。また、このEを全エネルギーで除した割合を【 6 】率($\epsilon$とする)と呼ぶ。$\epsilon$の値は、電気エネルギーでは【 7 】である。また、化学エネルギーと、例えば1500℃の熱エネルギーの$\epsilon$の値を比べると、一般に【 8 】。 一方、エネルギー利用機器におけるエネルギー効率を評価する上で、エネルギー源の起点を同一とした変換のプロセスを考慮することは重要であり、例えば蒸気圧縮冷凍機と吸収冷凍機のエネルギー効率を比較する際の【 9 】の評価に対しても、注意が必要である。