Q＝4.2mΔTで水が得た熱量を求めよう

水が得た熱量は、1 g・1℃あたり4.2 Jに、水の質量m gと温度上昇ΔT ℃を掛けて求めます。単位をそろえ、最終温度ではなく温度差を使います。

このレッスンの役割

「水が得た熱量を考える」の第4段階です。前のレッスンで4.2の意味を理解しました。今回はQ＝4.2mΔTでQ・m・ΔTを求め、単位と概算で確かめます。次へ、電熱線の入力Ptとの違いを直す力を渡します。

知る：三つの因子と単位を表へ置く

水の質量はgへそろえます。1 kg＝1000 gです。ΔTは最終温度−初期温度です。これらを式へ入れ、答えにJを付けます。

理解する：未知量は総量を残りの因子で分ける

Qを求めるなら三つを掛けます。mならQ÷(4.2ΔT)、ΔTならQ÷(4.2m)です。「全部の熱を1 g・1℃分で何区画に分けるか」と考えます。

元の式へ代入してQが戻るかを検算します。

例で使い、よくある誤答を直そう

水200 gを5℃上げると、Q＝4.2×200×5＝4200 Jです。8400 Jで200 gの水を温めるなら、ΔT＝8400÷(4.2×200)＝10℃です。

誤答「水0.2 kgをそのままm＝0.2へ入れる」は、4.2のg基準と合いません。0.2 kg＝200 gへ直します。

自分で確かめ、まとめて次へ進もう

Q＝4.2mΔTを単位と区画の意味から使えるようになりました。次はこの水の受熱量と電熱線の入力Ptを区別します。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。