kWは1,000Wです。MJは1,000,000Jです。k（キロ）は小文字、M（メガ）は大文字とする決まりです。 W（ワット）やJ（ジュール）は物理量と呼ばれており、苦手な方も多くいらっしゃると思われます。

物理では、長さや重さ、質量、時間について、m（メートル）、kg（キログラム）、s（秒）とすることが定められています。これらの頭文字をとって、MKS単位系と言います。MKSを規準として、N（力）、J（仕事、熱量）、W（仕事率）、Pa（圧力）などに拡張したものが国際単位系（SI）です。国内においても、計量法によって、ガス事業は、熱量の単位をJに圧力の単位をPaにすることが求められています。

余談ですが、今でもパソコンやテレビのサイズはインチで呼ばれますし、ゴルフはヤードで距離をはかります。必ずしもメートルが使われない例も、混乱を生む原因かもしれませんね。

■力

kWとMJを学ぶには、まず力から入らなければいけません。方程式に抵抗のある方もいらしゃるでしょうが、ご辛抱ください。力FはF＝mα という方程式であらわされます。m（質量）にα（加速度）掛けた値です。m＝1kg、α＝1m／s² とすれば、1kg・m/s²　となり、この力の単位をN（ニュートン）と言い、万有引力の法則のニュートンにちなんでいます。

■仕事、熱量

ある物質に1Nの力を加えて、1m移動させたとき、（1N・m）、単位はJ（1ジュール＝1N・m）と呼びます。これが物理的な意味での仕事です。熱量の単位はカロリー（cal）です。1calは水1gの温度を1℃だけあげるのに必要な熱量です。19世紀のことですが、イギリス人のジュールは仕事と熱量の関係を研究していました。彼は自分で工夫した実験装置で、J＝4.19J／cal　を導きました。つまり、1calの熱量が4.19Jの仕事に相当します。 熱エネルギーを仕事に換える装置を熱機関と呼びます。ガスエンジン給湯器はガソリン機関で、仕事により電気が生まれます。

■仕事率

W（ワット）は単位時間当たりにする仕事です。1秒間に1ジュールの仕事をする場合の仕事率を1Wと呼びます。1W＝1J／sと表現されます。ワットは産業革命の時代の蒸気機関の発明者です。Wは設備規模を意味します。ガス器具のカタログでご確認ください。

■『年間熱負荷の計算』の注

1. （１）設備規模×時間⇒kWhが計算されます。
2. （２）浴槽（タンク）容量×昇温温度⇒calが計算されます。
   この両者はジュールの研究によって、同じ単位MJにたどり着くことがお分かりいただけたと思います。

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エコウイルやジェネライトはコージェネレーション設備ですから、適切にお客様に対応するためにも、電荷、電流さらに電圧についても理解していなければいけませんね。

■電荷、電流、電圧

電流とは、マイナスの電荷を持つ電子が、マイナスからプラスに流れることです。それでは、電荷とは何でしょうか？

電荷とは、物体が帯びている電気の量です。

電気を帯びた物体間に働く力は、電荷の積に比例し、距離の２乗に反比例するとの法則が、クーロンによって発見されました。

F（力）＝ｋ（係数）×qA（物体Aの電荷）×ｑB（物体Bの電荷）÷　ｒ^２（距離の２乗）　・・・（1）

この方程式は万有引力の方程式の類推から生まれたもので、質量を電荷に置き換えただけです。電荷の単位はC（クーロン）と呼ばれます。

質量と異なり、プラスとマイナスの値があります。電荷の一方がプラスで、他方がマイナスの場合、引力となりますが、プラスどうし、あるいはマイナスどうし場合、反発する力になります。

ご参考

２つの１クーロンの点電荷を１メートル離して置いたときの力は、

９　×　１０^９N（ニュートン：1kg・m/s²）
と、大変大きな重量に相当します。

電流の１A（アンペア）とは、１C（クーロン）の電荷が１秒間に電線の断面を流れる状態と定義されます。電子の電荷は　１．６０２　×　１０^－１９クーロンですから、１クーロンの電荷とは、６．２４２　×　１０^１８個の電子に相当します。

A　（アンペア）　 =　 C（クーロン）　÷　ｓ（秒）　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（2）

最後は、電圧です。
１C（クーロン）の電荷を運ぶのに、１J（1ジュール＝1N・m）の仕事を必要とする電圧が１V（ボルト）と定義されますから、

V（ボルト）　＝J（ジュール）[W（仕事）]　÷　C（クーロン）　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（3）
と公式化できます。

電気の力F（力）は、（１）式から

F（力）　＝　qB　（物体Bの電荷）×　E（電場）　とあらわされます。

この式の電場[ｋ（係数）×qA（物体Aの電荷）÷　ｒ^２（距離の２乗）]とは、電気の力が働く空間のことです。

既に述べましたように、W（仕事）　＝　F（力）　×　ｄ（移動距離）と定義されます。
すると、W（仕事）は、
W（仕事）　＝　qB　（物体Bの電荷）×　E（電場）　×　ｄ（移動距離）　となります。
上の式のE（電場）　×　ｄ（移動距離）　の部分が電圧です。
位置エネルギーは、
W（仕事）　＝　ｍ（質量）　×　ｇ（重力加速度）　×　ｄ（高さ）　とあらわせるため、
qB　（物体Bの電荷）は、万有引力の質量に相当し、E（電場）は重力加速度ｇに相当することになります。電気回路は水流に例えられます。V（ボルト）はダムのような落差にあたることが分かります。

ついでに、W（J/S：仕事率）についてふれましょう。
（2）、（3）から
J（ジュール）[W（仕事）]　　＝　A　（アンペア）　×　ｓ（秒）　×　V（ボルト）となります。
両辺を秒（S）で割ると、
W（J/S：仕事率）　＝　A　（アンペア）　×　V（ボルト）となります。

今まで、述べてきましたように、物理量の単位は極めて厄介です。そこで、勉強方法をご紹介します。

１．べき乗になれる

べき乗は、物理量の単位の計算は小学校で習う掛け算、割り算で理解できるのです。例えば、長さのメートルｍ、面積はｍ^２、体積はｍ^３とあらわされます。

面積の場合は、１ｍ　×　１ｍ　＝　１ｍ^２　とｍが２回（２乗という）掛け算されており、

体積の場合は、１ｍ　×　１ｍ　×　１ｍ　＝　１ｍ^３　とｍが３回（３乗という）掛け算されているからです。２乗や３乗のことをべき乗といいます。ｍの０乗はｍ　÷　ｍ　＝　１　で、－１乗は　１　÷　ｍ　＝　１ ／　ｍ　のことです。

２．単位の掛け算、割り算を実際に行う

W（J/S：仕事率）やW（仕事）などについて、理解を深めていただくためには、この単位の掛け算、割り算を実際に鉛筆でしていただくとよいと思います。

３．方程式の意味をイメージする

方程式の意味をイメージする訓練も必要です。イメージができれば、記憶にも残りやすくなります。