電磁気高校物理・化学で出てくる
ファラデー定数の単位 の意味|基本単位で表すと
次元 [T I N⁻¹]
検算のポイント
答えがファラデー定数なら、右辺の単位は (= ) になっているはず。ならなければ、どこかが間違っています。
このページでわかること
- ファラデー定数を言葉でどう言い表すか
- その言葉を単位に置き換えると、なぜ になるのか
ファラデー定数とは? 言葉で意味をつかむ
ファラデー定数とは 電子 1 mol ぶんの電荷。
言葉の式
ファラデー定数 = 電荷 ÷ 電子の物質量
言葉の式に出てくるそれぞれの言葉は、すでに単位がわかっている量です。言葉を単位に置き換えてみましょう。
[ファラデー定数]
言葉の通りに単位を並べるだけで、 が出てきました。
基本単位までたどる
言葉の式に出てきた量も、さらに言葉の式で分解できます。電荷(電気量) → ファラデー定数 の順にたどると、すべて基本単位(m・kg・s・A・K・mol・cd)だけで表せます。
ファラデー定数が出てくる公式
まとめ
- ファラデー定数とは、電子 1 mol ぶんの電荷。
- 言葉の式 ファラデー定数 = 電荷 ÷ 電子の物質量 を単位に置き換えると 。
- 基本単位だけで書くと 。
練習問題:分子と分母を見きわめる
問題文には単位が書いてあります。計算はしなくてかまいません。どの単位が分子(上)に、どの単位が分母(下)に来るかだけを考えて選んでください。
問1ファラデー定数は「電荷 ÷ 電子の物質量」で求められます。「電荷」[]、「電子の物質量」[] のとき、ファラデー定数の単位はどれ?
答えと解説
正解:A
かける量(電荷)の単位が分子、割る量(電子の物質量)の単位が分母に来ます。まとめると 。
問2ファラデー定数と電気素量 を使います。 「アボガドロ定数」[]、e 「電荷(電気量)」[] のとき、ファラデー定数 F の単位はどれ?
答えと解説
正解:B
式を F について解くと 。分子・分母にそれぞれの単位を入れると = 。
問3ファラデー定数 = 電荷 ÷ 電子の物質量 です。「ファラデー定数」[]、「電子の物質量」[] のとき、「電荷」の単位はどれ?
答えと解説
正解:B
言葉の式を「電荷」について解き直すと「電荷 = ファラデー定数 × 電子の物質量」。単位を入れると = 。