Z 8202-4 : 2000 (ISO 31-4 : 1992)
(1)
まえがき
この規格は,工業標準化法に基づいて,日本工業標準調査会の審議を経て,通商産業大臣が制定した日
本工業規格である。これによって JIS Z 8202-1985 は廃止され,JIS Z 8202-0∼JIS Z 8202-10,JIS Z 8202-12
及び JIS Z 8202-13 に置き換えられる。
今回の改正では,日本工業規格と国際規格との対比,国際規格に一致した日本工業規格を作成するため
に,ISO 31-4 : 1992, Quantities and units−Part 4 : Heat を基礎として用いた。
なお,ISO 31-11 : 1992, Quantities and units−Part 11 : Mathematical signs and symbols for use in the physical
sciences and technology
は,JIS Z 8201(数学記号)として制定されている。
JIS Z 8202-4
には,次に示す附属書がある。
附属書 A(参考) フート,ポンド及び秒を基本とする単位及びその他の単位
附属書 B(参考) 参考に示すその他の単位,特に換算率に関する単位
JIS Z 8202
の規格群には,次の部編成がある。
第 0 部
:一般原則
第 1 部
:空間及び時間
第 2 部
:周期現象及び関連現象
第 3 部
:力学
第 4 部
:熱
第 5 部
:電気及び磁気
第 6 部
:光及び関連する電磁放射
第 7 部
:音
第 8 部
:物理化学及び分子物理学
第 9 部
:原子物理学及び核物理学
第 10 部
:核反応及び電離性放射線
第 12 部
:特性数
第 13 部
:固体物理学
日本工業規格
JIS
Z
8202-4
: 2000
(ISO 31-4
: 1992
)
量及び単位−
第 4 部:熱
Quantities and units
−
Part 4 : Heat
序文 この規格は,1992 年に第 2 版として発行された ISO 31-4, Quantities and units−Part4 : Heat 及び
Amendment1 (1998)
を翻訳し,技術的内容を変更することなく作成した日本工業規格である。ただし,追
補 (Amendment) については,編集し,一体とした。
なお,この規格で点線の下線を施してある箇所は,原国際規格にはない事項である。
0.1
表の配列 この規格の量及び単位の表は,量を左のページに,また,単位を対応する右のページに
配列する。
2
本の実線の間にあるすべての単位は,左のページの対応する実線の間の量に属する。
ISO 31
のいずれかの部の改正(1992 年版)で番号が変更になった場合には,左のページの量を表す新し
い番号の下に括弧を付けて ISO 31 の旧規格の番号を示す。
なお,ISO 31 の旧規格にその項目がない場合には,ダッシュ (−) でそのことを示す。
0.2
量の表 この規格で扱う分野において最も重要な量は,それらの記号とともに多くの場合,定義も
示す。ただし,これらの定義は,単にその量を特定するためであり,完全なものではない。
特に,定義上ベクトル表示式が必要な場合,幾つかの量については,そのベクトル的特性にもふれてい
るが,完全性又は一貫性を意図するものではない。
多くの場合,ある量に対しては一つの名称と一つの記号とを示す。一つの量に対して,二つ以上の名称
又は二つ以上の記号を併記し,特別な区別を付けていない場合には,互いに対等な関係にある。2 種類の
斜体文字がある場合(例えば, ,
θ
;
ϕ
,
φ
; ,g)には,いずれか一方だけを示してあるが,他方は対
等に使用できないという意味ではない。一般に,このような別の字体に異なる意味をもたせることは推奨
できない。括弧内の記号は,
“予備の記号”である。したがって,特別の関係のもとで主要記号が別の意味
合いで用いられている場合には,これら予備の記号が用いられる。
0.3
単位の表
0.3.1
一般 量に対する単位には,その記号及び定義を示す。詳細については,JIS Z 8202-0 を参照。
備考 ISO 31-0, Quantities and units−Part 0 : General principles からの引用事項は,この規格の規定事項
と同等である。
単位は,次のように配列してある。
2
Z 8202-4 : 2000 (ISO 31-4 : 1992)
a) SI
単位の名称は,大きい文字(本体通常の文字よりも大きい)で示す。また,SI 単位は,国際度量衡
総会 (CGPM) で採択されたものである。SI 単位の 10 の整数乗倍そのものは明示していないが,SI 単
位とその 10 の整数乗倍を用いることを推奨する。
b)
実用上の重要さ又は特殊な分野での有用さから,SI 単位と併用してよい SI 以外の単位の名称は通常
の大きさの文字(本体通常の文字の大きさ)で示す。
これらの単位は,SI 単位と点線で区別してある。
c)
当分の間 SI 単位と併用してよい SI 以外の単位の名称は,
“換算率及び備考”欄に,小さい文字(本体
通常の文字よりも小さい)を用いて示す。
d) SI
単位と併用してはならない SI 以外の単位の名称は,JIS Z 8202 の幾つかの部の
附属書だけに示す。
これらの
附属書は参考であり,規定の一部ではない。
なお,これらの単位は,次の三つのグループに分けて配列してある。
1) CGS
単位系の特殊な名称
2)
フート,ポンド及び秒に基づく単位,並びにそれらに関連する幾つかの単位の名称
3)
その他の単位の名称
0.3.2
次元 1 の量の単位に関する注意事項 次元 1 のいかなる量に対しても一貫性のある単位は,数 1,
記号 1 である。そのような量の値を表すときには,一般に単位記号 1 は明示しない。
例 屈折率 n=1.53×1=1.53
この単位の 10 の整数乗倍を示すときには,接頭語を用いてはならない。接頭語の代わりに 10 の累乗を
用いる。
例 レイノルズ数 Re=1.32×10
3
平面角は,通常,二つの長さの比で,また,立体角は二つの面積の比で表されることを考慮して,国際
度量衡総会 (CGPM) は 1995 年に,国際単位系におけるラジアン rad 及びステラジアン sr を“無次元”の
組立単位に属することとした。これは,平面角及び立体角という量が次元 1 の組立量となることを意味す
る。単位,ラジアン及びステラジアンは省略してもよく,また,異なった性質であるが,同じ次元をもつ
量の間を容易に区別するための組立単位として,使用することができる。
0.4
数値に関する表現 “定義”欄の数値は,すべて正確である。
“換算率及び備考”欄の数値が正確である場合には,数値の後に“正確に”と括弧付きで付記してある。
1.
適用範囲 この規格のこの部は,熱に関する量並びに単位の名称及び記号について規定する。
また,必要な場合は,換算率を示してある。
2.
引用規格 次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成す
る。これらの引用規格は,その最新版(追補を含む。
)を適用する。
JIS Z 8202-0
量及び単位−第 0 部:一般原則
備考 ISO 31-0, Quantities and units−Part 0 : General principles が,この規格と一致している。
JIS Z 8202-8
量及び単位−第 8 部:物理化学及び分子物理学
備考 ISO 31-8, Quantities and units−Part 8 : Physical chemistry and molecular physics が,この規格と
一致している。
Metrologia 27 (1990), No.1
3
Z 8202-4 : 2000 (ISO 31-4 : 1992)
3.
名称及び記号 熱に関する量並びに単位の名称及び記号を,次に示す。
熱
量
番号
量
記号
定義
備考
4-1
熱力学温度
T,(
Θ
)
熱力学温度は,SI の基礎をなす基本
量の一つである。
4-2
セルシウス温度
t,
t=T
−
T
0
T
0
は,273.15K に等しいと定義さ
れている。
熱力学温度 T
0
は,水の三重点の熱力
学温度から正確に 0.01K 低い。
4-3.1
線膨張係数
α
l
T
l
l
l
d
d
1
=
α
4-3.2
体膨張係数
α
v
,
α
,(
γ
)
T
V
V
v
d
d
1
=
α
4-3.3
相対圧力係数
α
p
T
p
p
p
d
d
1
=
α
4-4
圧力係数
β
T
p
d
d
=
β
4-3.1
∼4-4 の量は,変化の形式が特
定されなければ,完全には定義でき
ない。
記号の下付き添字は,混同のおそれ
がない場合には,
これを省略できる。
圧力係数の名称及び記号
β
は,4-3.3
の量にも用いられる。
4
Z 8202-4 : 2000 (ISO 31-4 : 1992)
単位
熱
番号
単位の名称
単位記号
定義
換算率及び備考
4-1.a
ケルビン K
熱力学温度の単位,ケルビンは,
水 の 三 重 点 の 熱 力 学 温 度 の
1/273.16
である。
4-2.a
セルシウス度
℃
セルシウス度は,セルシウス温度
の値の記述に使用する単位,ケル
ビンに代わる固有の名称。
熱力学温度及びセルシウス温度の温
度間隔又は温度差の単位の大きさ
は,同一である。CGPM は,このよ
うな温度間隔又は温度差をケルビン
(K)
又はセルシウス度 (℃) で表す
ことを要請している。その他の単位
“deg”及びその名称“度:degré 又
は degree”
,並びに“度センチグレー
ド:degree centigrade”は排除すべき
であるとしている。数値とセルシウ
ス度の記号℃の間にすきまをあける
ことに注意すること。
(JIS Z 8202-0
の 3.4 を参照)
。
1990
年国際温度目盛 (ITS-90)
実用的な測定の目的のために,1987
年の第 18 回 CGPM の決議 7 に従っ
て,1989 年に CIPM によって 1990
年国際温度目盛が採択された。これ
は,一定数の定点及び幾つかの測定
器を用いての補間により,0.65K ま
での温度を規定している。この目盛
は , 1968 年 の 国 際 実 用 温 度 目 盛
IPTS-68
(1975 年改定版)及び 1976
年の 0.5K∼30K の暫定温度目盛に代
わるものである。
この目盛によって規定される熱力学
温度及びセルシウス温度に関する量
は , そ れ ぞ れ T
90
及 び t
90
で 表 す
(IPTS-68 による T
68
と t
68
に取って
代わる)
。
ここに,t
90
=T
90
−T
0
T
90
は国際ケルビン温度,t
90
は国際セ
ルシウス温度と呼ばれる。
T
90
及び t
90
の単位は,T 及び t の場合と同様に,
ケルビン K,セルシウス度℃である。
詳しい情報については,Metrologia
27 (1990) No.1
を参照。
4-3.a
毎ケルビン
K
−1
4-4.a
パスカル毎ケルビン Pa/K
5
Z 8202-4 : 2000 (ISO 31-4 : 1992)
熱(続き)
量
番号
量
記号
定義
備考
4-5.1
等温圧縮率
χ
T
T
T
p
V
V
÷÷ø
ö
ççè
æ
∂
∂
−
χ
1
=
4-5.2
(
−)
等エントロピー圧縮率
χ
S
S
s
p
V
V
÷÷ø
ö
ççè
æ
∂
∂
−
χ
1
=
4-6
熱,熱量
Q
等温の相転移で移転する熱(以前は,
記号 L で“潜熱”と呼ばれていた。
)
は,特別な熱力学関数の変化として,
例えば,T・
∆S(ここに,∆S は,エ
ントロピーの変化。
)又は
∆H(エン
タルピーの変化。)で表すほうがよ
い。
4-7
熱流
Ф
熱がある面を通過する割合
4-8
熱流密度
q,
ϕ
熱流を面積で除したもの
4-9
熱伝導率
λ
, (
χ)
熱流密度を温度こう配で除したも
の
4-10.1
熱伝達係数
(熱伝達率)
K, (k)
熱流密度を温度差で除したもの
建築工学では,この量はしばしば熱
透過率“thermal transmittance”と呼
ばれ,記号 U で表す。
4-10.2
(
−)
表面熱伝達係数
(表面熱伝達率)
h, (
α
)
q=h (T
s
−T
r
)
ここに,
T
s
は表面温度,T
r
は系の周囲を特
徴づける基準となる温度。
4-11
熱絶縁係数
M
温度差を熱流密度で除したもの。
M=1/K
建築工学では,この量はしばしば熱
抵抗と呼ばれ,記号 R で表す。
4-12
熱抵抗
R
温度差を熱流で除したもの。 4-11 の備考を参照
4-13
(
−)
熱コンダクタンス
G
G=1/R
4-11
の備考を参照
4-14
(
4-13.1
)
熱拡散率
a
p
c
a
ρ
λ
=
ここに,
λ
は熱伝導率,
ρ
は密度,c
p
は定圧
比熱容量である。
4-15
(
4-14.1
)
熱容量
C
熱の微小量 dQ を加えた結果,系
の温度が dT だけ上昇するとき,
量 dQ/dT は熱容量である。
この量は,変化の形式が特定されな
ければ完全には定義できない。
6
Z 8202-4 : 2000 (ISO 31-4 : 1992)
単位
熱(続き)
番号
単位の名称
単位記号
定義
換算率及び備考
4-5.a
毎パスカル Pa
−1
4-6.a
ジュール J
4-7.a
ワット W
4-8.a
ワット毎平方メートル W/m
2
4-9.a
ワット毎メートル毎ケル
ビン
W/ (m
・K)
4-10.a
ワット毎平方メートル毎
ケルビン
W/ (m
2
・K)
4-11.a
平方メートルケルビン毎
ワット
m
2
・K/W
4-12.a
ケルビン毎ワット K/W
4-13.a
ワット毎ケルビン W/K
4-14.a
平方メートル毎秒
m
2
/s
4-15.a
ジュール毎ケルビン J/K
7
Z 8202-4 : 2000 (ISO 31-4 : 1992)
熱(続き)
量
番号
量
記号
定義
備考
4-16.1
(
4-15.1
)
比熱容量
c
熱容量を質量で除したもの。
対応するモルに関連する量について
は,JIS Z 820
2-8
を参照。
4-16.2
(
4-15.2
)
定圧比熱容量
c
p
4-16.3
(
4-15.3
)
定積比熱容量
c
v
4-16.4
(
4-15.4
)
飽和比熱容量
c
sat
4-17.1
(
4-16.1
)
比熱容量の比
γ
γ
=c
p
/c
v
4-17.2
(
4-16.2
)
等エントロピー指数
χ
S
V
p
p
V
÷
ø
ö
ç
è
æ
∂
∂
−
χ=
理想気体では,
χは
γ
に等しい。
4-18
(
4-17.1
)
エントロピー
S
熱力学温度が T である系が,熱の
微小量 dQ を受け取ったとき,系
内に不可逆変化qが発生しないと
いう条件のもとで,系のエントロ
ピーは dQ/T だけ上昇する。
4-19
(
4-18.1
)
質量エントロピー,比エ
ントロピー
s
エントロピーを質量で除したもの 対応するモルに関連する量について
は,JIS Z 8202-8 を参照。
4-20.1
(
−)
エネルギー
E
すべての種類のエネルギー
4-20.2
(
4-19.1
)
熱力学エネルギー
U
閉じた熱力学系では,
∆U=Q+W
ここに,
Q
は系に伝達された熱,W は系に
対してなされた仕事である。
熱力学エネルギーは,内部エネルギ
ーとも呼ばれる。
4-20.3
(
4-19.2
)
エンタルピー
H
H=U+pV
4-20.4
(
4-19.3
)
ヘルムホルツ自由エネル
ギー,ヘルムホルツ関数
A, F
A=U−TS
4-20.5
(
4-19.4
)
ギブス自由エネルギー,
ギブス関数
G
G=U+pV−TS
G=H−TS
8
Z 8202-4 : 2000 (ISO 31-4 : 1992)
単位
熱(続き)
番号
単位の名称
単位記号
定義
換算率及び備考
4-16.a
ジュール毎キログラム毎
ケルビン
J/ (kg
・K)
4-17.a
無名数の 1
量の値は数値だけで表示。
序文
の 0.3.2 を参照
4-18.a
ジュール毎ケルビン J/K
K
に代わって℃を用いてはならな
い。
4-19.a
ジュール毎キログラム毎
ケルビン
J/ (kg
・K)
K
に代わって℃を用いてはならな
い。
4-20.a
ジュール J
9
Z 8202-4 : 2000 (ISO 31-4 : 1992)
熱(終わり)
量
番号
量
記号
定義
備考
4-21.1
(
−)
質量エネルギー,比エネ
ルギー
e
エネルギーを質量で除したもの。 対応するモルに関連する量について
は,JIS Z 8202-8 を参照。
4-21.2
(
4-20.1
)
比熱力学エネルギー
u
熱力学エネルギーを質量で除した
もの。
比熱力学エネルギーは,比内部エネ
ルギーとも呼ばれる。
4-21.3
(
4-20.2
)
比エンタルピー
h
エンタルピーを質量で除したも
の。
4-21.4
(
4-20.3)
比ヘルムホルツ自由エネ
ルギー,比ヘルムホルツ
関数
a,f
ヘルムホルツ自由エネルギーを質
量で除したもの。
4-21.5
(
4-20.4
)
比 ギ ブ ス 自 由 エ ネ ル ギ
ー,比ギブス関数
g
ギブス自由エネルギーを質量で除
したもの。
4-22
(
4-21-1
)
マシュー関数
J
J=−A/T
4-23
(
4-22.1
)
プランク関数
Y
Y=−G/T
単位
熱(終わり)
番号
単位の名称
単位記号
定義
換算率及び備考
4-21.a
ジュール毎キログラム J/kg
4-22.a
ジュール毎ケルビン J/K
K
に代わって℃を用いてはならない。
4-23.a
ジュール毎ケルビン J/K
K
に代わって℃を用いてはならない。
10
Z 8202-4 : 2000 (ISO 31-4 : 1992)
附属書 A(参考)
フート,ポンド,秒を基本とする単位及びその他の単位
これらの単位は用いないほうがよい。
量番号
量
単位番号
単位の名称と記号
換算率及び備考
4-1
熱力学温度 4-1.A.a
ランキン度:
°R
K
9
5
R
1
=
°
ランキン度の記号°R の前にスペースをあ
ける必要がある。
−
カ氏温度 4-2.A.a
カ氏度:
°F
67
.
459
5
9
32
5
9
F
F
−
+
°
K
T
t
t
=
℃
=
カ氏度の単位は,ランキンの度の単位と同
一である。
カ氏度の記号°F の前にスペースをあける
必要がある。
4-6
熱,熱量 4-6.A.a
英熱量単位:
Btu
1Btu
=788.169ft・lbf=1 055.056J
これは,この
附属書において用いる唯一の
英熱量単位である。この単位は,第 5 回国
際蒸気性質会議(ロンドン,1956 年 7 月)
によって採択された“英熱量単位国際表”
に等しい。これとは別に,以前はさまざま
な“英熱量単位”が用いられていた。
4-7
熱流 4-7.A.a
英熱量単位毎時:
Btu/h
1Btu/h
=0.293 071 1W
4-9
熱伝導率 4-9.A.a
英熱量単位毎秒毎フート毎
ランキン度:
Btu/ (s
・ft・°R)
1Btu/(s
・ft・°R)=6 230.64W/(m・K)
4-10
熱伝達係数
(熱伝達率)
4-10.A.a
英熱量単位毎秒毎平方フー
ト毎ランキン度:
Btu/ (s
・ft
2
・°R)
1Btu/ (s
・ft
2
・°R) =20 441.7W/ (m
2
・K)
4-10.A.b
英熱量単位毎時毎平方フー
ト毎ランキン度:
Btu/ (h
・ft
2
・°R)
1Btu/ (h
・ft
2
・°R) =5.678 26W/ (m
2
・K)
4-14
熱拡散率 4-14.A.a
平方フート毎秒:
ft
2
/s
1ft
2
/s
=0.092 903 04m
2
/s
(正確に)
4-16.1
比熱容量 4-16.A.a
英熱量単位毎ポンド毎ラン
キン度:
Btu/ (lb
・°R)
1Btu/ (lb
・°R) =4 186.8J/ (kg・K) (正確に)
4-19
質量エントロピー,比エン
トロピー
4-19.A.a
英熱量単位毎ポンド毎ラン
キン度:
Btu/ (lb
・°R)
1Btu/ (lb
・°R) =4 186.8J/ (kg・K) (正確に)
4-21.1
比エネルギー 4-21.A.a
英熱量単位毎ポンド:
Btu/lb
1Btu/lb
=2 326J/kg(正確に)
4-21.2
比熱力学エネルギー
4-21.3
比エンタルピー
4-21.4
比ヘルムホルズ自由エネル
ギー
4-21.A.a
英熱量単位毎ポンド:
Btu/lb
1Btu/lb
=2 326J/kg(正確に)
4-21.5
比ギブス自由エネルギー
11
Z 8202-4 : 2000 (ISO 31-4 : 1992)
附属書 B(参考)
参考に示すその他の単位,特に換算率に関する単位
これらの単位は用いないほうがよい。
量番 号
量
単位番号
単位の名称と記号
換算率及び備考
4-6
熱,熱量 4-6.B.a
15
度カロリー:
cal
15
1cal
15
は,101.325kPa の定圧で,空気を含ま
ない 1g の水を 14.5℃から 15.5℃まで加熱す
るのに必要な熱量である。
1cal
15
=4.185 5J
この値は,0.000 5J の不確かさがある。
国際純粋応用物理学連合は,1934 年に“グ
ラム・カロリー”の類似の定義を発表した。
上記の換算率は,その時点で経験から導き
出された最も完全な値として測温及び測熱
諮問委員会によって提案され,CIPM で採
択された(1950 年)
。
4-6.B/b
I.T.
カロリー:
cal
IT
この I.T.カロリー(国際カロリー表)につ
いては,第 5 回国際蒸気性質会議(ロンド
ン 1956 年 7 月)で次の定義を採択した。
1cal
IT
=4.186 8J
1Mcal
IT
=1.163kW・h(正確に)
4-6.B.c
熱化学カロリー:
cal
th
1cal
th
=4.184J(正確に)
12
Z 8202-4 : 2000 (ISO 31-4 : 1992)
JIS Z 8202
原案作成委員会 構成表
氏名
所属
(委員長)
○
今 井 秀 孝
通商産業省工業技術院計量研究所計測システム部
(委員)
○
今 村 徹
通商産業省工業技術院計量研究所力学部
大 嶋 清 治
通商産業省工業技術院標準部
小 川 実 吉
横河電機株式会社センサー事業部フィールド機器 MK 部
宇賀神 守
日本電信電話株式会社技術部
桑 田 浩 志
トヨタ自動車株式会社設計管理部
○
小 泉 袈裟勝
日本計量機器工業連合会顧問
佐 藤 義 雄
文部省初等中等教育局
畠 山 昭士郎
清水建設株式会社技術研究所建設技術研究部
馬 場 秀 俊
通商産業省機械情報産業局
○
増 井 敏 郎
財団法人日本計量協会参与
村 井 喜 一
株式会社大林組土木技術本部
森 下 昇
日本鋼管株式会社鉄鋼技術センター鉄鋼技術総括部
○
山 本 弘
愛知時計電機株式会社東京支店
○
渡 辺 英 雄
通商産業省工業技術院計量研究所計測システム部
吉 田 邦 夫
社団法人日本ガス協会技術部
千 坂 文 武
通商産業省工業技術院機械技術研究所
村 田 重 夫
通商産業省工業技術院物質工学工業技術研究所
遠 藤 忠
通商産業省工業技術院電子技術総合研究所基礎計測部
吹 上 浩 朗
電気事業連合会工務部
(事務局)
山 村 修 造
財団法人日本規格協会技術部
木 村 茂
財団法人日本規格協会技術部
備考 ○印は,分科会を兼ねる。