物(固体・液体・気体)の体積(温度・空気)物理・理科

状態変化(固体・液体・気体)物理・理科

水の状態変化(氷・水・水蒸気)/湯気はなぜ見える?

物の熱量・温まり方(熱とは?熱の移動・温度の違う2つの水・カロリー)

熱の伝わり方(伝導・対流・放射)

 

そもそも「熱」とは?

「熱」とは、物の温度を上げるエネルギーの事です。

物の温度は状態によって「冷たい→温かい→熱い」と変化しますよね?

その際に温度を上げるエネルギーになるのが「熱」です。

 

温度は℃(セ氏)で表す

温度の表し方は3つあります(セ氏、華氏、ケルビン)。

日本では「セ氏(℃)」が使われます(アメリカでは華氏です)。

セ氏(℃)の基本

水の融点(とける温度)がセ氏0(0℃)。沸点が100℃。その間を

100等分して1度を決めています。

 

「熱」は移動する

熱は温度が高いものから低いものへと移動します

最後は、両方の温度が同じになります。

セ氏80℃の水と20℃の水を混ぜると以下の図のようになります。

最終的には同じ温度になりますが、時間はそれぞれの量によって

変わります。

水の量と温度変化の比は逆比になります。

水の量が増えると温度は上がりづらいです

温度の変化は水の量に反比例します(水の量が1:2なら温度変化は2:1)

「温度の違う2つの水が触れる」系問題の解き方

例題)上の図には、20℃の水が100g入っているビーカーAの

中に80℃の水が50g入っているビーカーBを入れてしばらく

置いたところ、2つのビーカーの温度が同じになりました。

何度になりましたか?ただし、熱は空気中には逃げないものと

します。

「温度の違う2つの水が触れる」系問題の解き方は

1)水の比率を出す

2)(水の比率の逆比が)温度変化の比率

3)天秤図(線分図・面積図)を描く

これが基本です。

上の問題ですと、

1)水の比率を出す→100(A):50(B)→2(A):1(B)

2)(水の比率の逆比が)温度変化の比率→1(A):2(B)

3)天秤(てんびん)図(線分図・面積図)を描く(下図の右側が「天秤図」)

算数の「線分図」と同じ考え方です。

80℃ー20℃=60℃です。60℃を割合③で分ければ、①は20です。

60÷3=20

ということは「ア」は20+20=40℃

答え)40℃

例題)60℃の水100mlと30℃の水100mlを混ぜてできる200mlの水は何度に

なりますか?もっとも近いものを選び、記号で答えなさい。(お茶の水女子大付属中学)

ア約40℃ イ約45℃ ウ約50℃ エ約55℃ 

 

「熱量」=カロリー

「熱」とは、物の温度を上げるエネルギーの事でしたが、その「熱」を

数量的に表したものを「熱量」といい、単位はカロリーです。

カロリーについての基本

1)1gの水の温度を1℃上げるのに必要な熱量が1カロリー

2)1gの物の温度を1℃上げるのに必要なカロリーは物によって異なる

3)上記の1)から以下の式が成り立つ

水の重さg×変化した温度℃=熱量(カロリー)

ex)

100gの水を10℃あげるために必要なカロリーは100×10=1000カロリー

1gの水を5℃あげるために必要なカロリーは1×5=5カロリー

 

12歳くらいですと、約2000000(約200万)カロリーを消費すると

言われています。2000000g(2000kg)の水を1℃上げる熱量ですね。

 

まとめ

「熱」とは、物の温度を上げるエネルギーの事

熱は温度が高いものから低いものへと移動:最後は、両方の温度が同じ

水の量と温度変化の比は逆比

温度の変化は水の量に反比例(水の量が1:2なら温度変化は2:1))

「温度の違う2つの水が触れる」系問題の解き方は

1)水の比率を出す

2)(水の比率の逆比が)温度変化の比率

3)天秤図(線分図・面積図)を描く

●カロリー●

1)1gの水の温度を1℃上がるのに必要な熱量が1カロリー

2)1gの物の温度を1℃上げるのに必要なカロリーは物によって異なる

 

物(固体・液体・気体)の体積(温度・空気)物理・理科

状態変化(固体・液体・気体)物理・理科

水の状態変化(氷・水・水蒸気)/湯気はなぜ見える?

物の熱量・温まり方(熱とは?熱の移動・温度の違う2つの水・カロリー)

熱の伝わり方(伝導・対流・放射)