静電容量200ピコファラド（200×10⁻¹² F）の物体が10,000ボルト（10 kV）に帯電しているとき、この物体 | 基礎的な物理学及び基礎的な化学 | 危険物取扱者乙種第5類

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上級基礎的な物理学及び基礎的な化学難易度目安約 40%

静電容量200ピコファラド（200×10⁻¹² F）の物体が10,000ボルト（10 kV）に帯電しているとき、この物体に蓄えられている静電気エネルギーとして正しいものはどれか。ただし静電気エネルギーEは E＝(1/2)CV²（C：静電容量、V：電圧）で求められるものとする。

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正解: 3. 0.01 J

静電気エネルギーの公式 E＝(1/2)CV² に数値を代入して計算します。C＝200×10⁻¹² F、V＝10,000 V＝10⁴ Vなので、V²＝(10⁴)²＝10⁸となります。E＝(1/2)×200×10⁻¹²×10⁸＝(1/2)×200×10⁻⁴＝(1/2)×0.02＝0.01 Jです（選択肢3が正しい）。選択肢4・5・1・2はいずれも指数（桁）の計算を誤った値です。ガソリンなど第4類危険物の蒸気の最小着火エネルギーは1ミリジュール（0.001 J）以下と非常に小さいものが多く、0.01 Jの静電気放電でも十分に引火源となりえます。静電気の帯電エネルギーを定量的に把握することは、接地（アース）や湿度管理などの静電気対策の必要性を理解する上で重要です。

関連キーワード: 静電気エネルギー・E=1/2CV²・静電容量・帯電・最小着火エネルギー

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