入力Ptと水が得た熱を同じとする誤りを直そう

電熱線へ入った電気エネルギーPtと、水が得た熱量4.2mΔTは、実際の実験では同じにならないことがあります。容器・電熱線・周囲へ移った熱まで行き先を追います。

このレッスンの役割

「水が得た熱量を考える」の第5段階です。前のレッスンで水のQを計算しました。今回は入力側Ptと受け取り側4.2mΔTを区別し、差を「消えた」と考える誤りを修正します。効率の百分率は後へ送り、次へ初見実験のエネルギー収支を渡します。

知る：入力は複数の受け取り先へ分かれる

入力Ptは電熱線で熱へ変わります。その熱の一部を水が受け取り、残りは容器・電熱線・空気などへ移ります。水のQが入力より小さくても、エネルギーが消えたわけではありません。

理解する：二つのQへ名前を付ける

混同を防ぐため、Q入力＝Pt、Q水＝4.2mΔTと書き分けます。理想化して「すべて水へ移る」と明記された問題では等しいと置けます。実験値では、資料の条件を確認します。

もしQ水がQ入力より大きく出たら、初期温度、最高温度、水量、P、tの測定や単位を点検します。

例で使い、よくある誤答を直そう

50 Wを100秒ならQ入力＝5000 Jです。水200 gが5℃上昇ならQ水＝4.2×200×5＝4200 Jです。差800 Jは容器や周囲へ移ったと考えます。

誤答「800 Jは消えた」は保存の考えに反します。測っていない受け取り先を探します。

自分で確かめ、まとめて次へ進もう

入力と水の受熱へ名前を付け、差の行き先を追えるようになりました。次は初見の実験資料で二つを統合します。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。