一つの条件だけを変える発熱実験を設計しよう

電力と時間を同時に変えると、どちらが結果へ影響したか分かりません。「電力の影響」と「時間の影響」を別の比較として設計し、P・t・温度上昇を同じ表へ記録します。

このレッスンの役割

「発熱量と電力・時間の関係」の第2段階です。前のレッスンの予想を、原因を一つに絞れる実験へ変えます。今回は変える量・測る量・そろえる条件と安全な範囲を定めます。次へ、結果をQ＝Ptで説明するためのデータを渡します。

知る：二つの実験を混ぜない

電力はP＝VIから求めます。測定開始時に水温を記録し、決めた間隔で温度を読みます。電熱線を水中に入れ、回路変更時は電源を切ります。

理解する：表は条件と結果を分けて作る

表にはP、t、水量、初期温度、最終温度、ΔTを置きます。Pを比較する表ではtを同じ値にし、tを比較する表ではPを同じ値にします。

測定を繰り返し、一点だけ外れた場合は接続、時刻、温度計の位置を点検します。

例で使い、よくある誤答を直そう

電力の影響を調べるAが10 W・60秒、Bが20 W・120秒では時間も違います。Bを20 W・60秒に直せば、電力だけの違いになります。

誤答「最終温度の高い方がよく発熱した」は初期温度を無視しています。比較にはΔT＝最終−初期を使います。

自分で確かめ、まとめて次へ進もう

一つだけ条件を変える設計で、Pとtの影響を別々に確かめられます。次は一秒分の熱の積み重ねとしてQ＝Ptを理解します。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。