LESSON 01

表とグラフから発熱を読む

温度の表から発熱の規則性を見つけよう

時刻・温度・区間の温度上昇を分け、同じ時間幅の表から温まり方の規則性を見つけます。

温度の表から発熱の規則性を見つけよう

温度の表は数字の並びではありません。「何秒後に何℃だったか」と「その間に何℃上がったか」を分けると、加熱の規則性が見えてきます。

このレッスンの役割

「表とグラフから発熱を読む」の第1段階です。前のセクションまでに、電力と時間から熱量を求めました。今回は一定間隔で記録した温度表から、温度上昇が一定か、変化しているかを見つけます。次へ、表を正確なグラフへ移す力を渡します。

知る:温度と温度上昇を分ける

加熱時間と温度の表から区間ごとの温度上昇を読む0秒20度、60秒24度、120秒28度、180秒32度から、各60秒で4度ずつ上がることを示す測定した温度0 s  20℃60 s  24℃120 s 28℃180 s 32℃60秒ごとの上昇24−20=4℃28−24=4℃32−28=4℃同じ時間幅どうしで差を比べる

20℃は最初の温度、32℃は180秒後の温度です。180秒間の温度上昇は32−20=12℃です。表を読むときは、時刻、温度、区間の温度上昇を別の列にします。

理解する:同じ時間間隔で規則性を比べる

上の表では60秒ごとに4℃ずつ上がっています。測定範囲では、温度上昇は時間に比例していると判断できます。30秒区間と90秒区間をそのまま比べるのではなく、一秒あたりや同じ60秒あたりへそろえます。

別の表で、60秒ごとの上昇が4℃、3.5℃、3℃と小さくなるなら、温まり方の速さが低下しています。入力電力が変わった、周囲へ逃げる熱が増えた、測定条件が変わったなどの候補を立てます。この時点では原因を一つに断定しません。

例で使い、よくある誤答を直そう

時間 温度 直前60秒の上昇
0 s 18℃
60 s 23℃ 5℃
120 s 27℃ 4℃
180 s 30℃ 3℃

誤答「180秒で30℃上がった」は最終温度を温度上昇と混同しています。正しくは30−18=12℃です。「温度は増えているので速さも増えている」も誤りです。各区間の上昇は5→4→3℃と小さくなっています。

自分で確かめ、まとめて次へ進もう

確認1:20℃から32℃になったときの温度上昇は?32−20=12℃です。
確認2:60秒で4℃、次の60秒も4℃上がる表から何が言えますか?測定範囲では、温度上昇が時間に比例していると考えられます。
確認3:区間の上昇が5℃、4℃、3℃なら温まり方の速さは?だんだん小さくなっています。原因は条件やモデルをさらに調べます。

表では温度そのものと差を分け、同じ時間幅で増え方を比べます。次は時間を横軸、温度を縦軸にして変化を見える形へ移します。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。