| 〔質問〕 テストの問題で、 「電熱線B(４Ω)とC(２Ω)を直列に接続して、水の温度を測定した。このとき、15分後の上昇温度は何度になるか。※ 電圧計は６Ｖ示す」 という問題があったのですが考えても考えても分からなかったので質問をしました。この問題の解き方を教えてください。 |
| 〔回答〕 「１５分後に…」については水の量が必要なため、ひとまず、以下に考え方のみ書いておきます。 電熱線を使って、水の温度を上昇させる問題では、 （電熱線で発生する熱量）＝（温度上昇に使われる熱量） という関係を使って問題を解いていきます。 ※ 発熱した分で水が暖められている、という、ごくごくシンプルな仕組みです。 まず、発熱側の話ですが、 電熱線で発生する熱量は、電熱線で消費した電力量と等しいので、 （電熱線で発生する熱量） ＝（電力[W]）×（時間[秒]） ＝（電圧[V]）×（電流[A]）×（時間[秒]）…① という式が成り立ちます。 一方、この熱量が水の温度上昇に使われるわけですが、「水1gの温度を1℃上昇させるには、約4.2Jの熱量が必要である」ことを利用すると、 （温度上昇に使われる熱量）＝4.2×（水の質量）×（上昇した温度）…② という式が成り立ちます。 「①＝②」という関係を使い、 （電熱線で発生する熱量）＝（温度上昇に使われる熱量） （電圧[V]）×（電流[A]）×（時間[秒]）＝4.2×（水の質量）×（上昇した温度） という式に、分かっているものを代入していくことになります。 |
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