平成27年度 I-5-3

解説

この問題で問われていること

エネルギー消費を伴う3つの行動(a:自動車、b:高速鉄道、c:暖房器具)について、1人当たりのCO₂排出量を計算し、その大小関係を選ぶ問題。

解き方

① 1人当たりCO₂=(燃料または電力の量×排出係数)÷人数。電力量=電力(kW)×時間(h)
② a: 10L×2.32÷3≒7.7kg、b: 8000kW×2.5h×0.47÷1000人=9.4kg、c: 0.5kW×4h×50日×0.47÷4人≒11.8kg
③ c>b>a(⑤)

正解が正しい理由

a:100km走行に必要なガソリンは100/10=10L。CO₂排出量=10L×2.32kg/L=23.2kg。3名乗車なので1人当たり23.2/3≒7.7kg。b:500km走行の所要時間は500/200=2.5時間。消費電力量=8000kW×2.5h=20,000kWh。CO₂排出量=20,000×0.47=9,400kg。1000人乗車なので、1人当たり9.4kg。c:消費電力量=0.5kW×4時間×50日=100kWh。CO₂排出量=100×0.47=47kg。4人家族なので、1人当たり47/4=11.75kg。よってc(11.75kg)>b(9.4kg)>a(7.7kg)となり、⑤が正しい。

この問題で必要な基礎

■ 電力量の計算
kW(キロワット)は「その瞬間に使っている電力」、kWh(キロワット時)は「使った電気の量」です。電力(kW)×使った時間(h)で電力量(kWh)になります。500Wは0.5kWです。

■ 1人あたりにする
それぞれの行動で出るCO₂の総量を求めてから、その行動に関わった人数(乗車人数・家族の人数)で割ります。

各選択肢について

• ① a>b>cは、a(約7.7kg)が最大とするもので、計算結果と逆である。
• ② a>c>bは、計算結果(c>b>a)と一致しない。
• ③ b>a>cは、計算結果(c>b>a)と一致しない。
• ④ c>a>bは、aとbの大小が計算結果(b>a)と逆である。
• ⑤ c(約11.75kg)>b(9.4kg)>a(約7.7kg)が計算結果と一致しており、これが正答。

覚えるべきポイント

CO₂排出量は、燃料消費量や電力消費量に排出原単位(ガソリン2.32kg/L、電力0.47kg/kWh)を掛けて求め、人数で割って1人当たりに換算する。電力の消費量は、電力(kW)×時間(h)で求める。単位換算(W→kW、km→時間)に注意する。