中2理科:電流による発熱

<ポイント>
・熱エネルギーの量を熱量といい、単位はジュール[J]を使う
・電熱線の発熱量は「電流を流した時間」「電熱線の電力」に比例する
〔発熱量 Q [J]〕=〔電力 P [W]〕×〔時間 t [s]〕
熱はエネルギーの一種で、物体の温度を変えるはたらきがあります。
熱を得るとその物体の温度は上昇し、熱を失うと温度は下がります。

この熱エネルギーの量を熱量といい、大きさを表すのに使う単位はジュール [ J ]です。
(1J は、水1gの温度を約0.24℃上昇させるのに必要な熱量)

(一定の質量の)水の中に電熱線を入れて電流を流すと、水の温度が上がります。
このとき、水の温度上昇は、電熱線に電流が流れた時間に比例します。
また、その電熱線の電力にも比例します。
(要は、熱を加える量が増えれば、それに比例して温度上昇するということ)

この電熱線の発熱量は、以下の式で計算することができます。
〔発熱量 Q [J]〕=〔電力 P [W]〕×〔時間 t [s]〕
(発熱量は電力量と同じ考え方です)

<補足>
「1J は、水1gの温度を約0.24℃上昇させるのに必要な熱量」と紹介しました。
「約0.24℃上昇する」とあいまいな表現となっているのには理由があります。

それは、「水1gの温度を1℃上昇させるためには、4.2Jの熱量が必要」という考え方からきています。
これを1Jあたりで考えると、上昇温度を4.2で割ればいいので、
1÷4.2≒0.24℃ となるわけです。

<まとめ>
・熱エネルギーの量を熱量といい、単位はジュール[J]を使う
・電熱線の発熱量は「電流を流した時間」「電熱線の電力」に比例する
〔発熱量 Q [J]〕=〔電力 P [W]〕×〔時間 t [s]〕

 

※ 理解を優先するために、あえて大雑把に書いてある場合があります

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