熱量の計算式

一般小学生

まとめ

  • 熱量とは、温度の異なる物体間で移動するエネルギーの量であり、単位にはカロリー(cal)が用いられる。
  • 水の熱量は「水の質量(g)× 温度変化(℃)」という計算式によって求めることができる。
  • 1gの水の温度を1℃上昇させるために必要な熱量を1カロリーと定義する。

解説

温度の異なる物体を接触させると、熱は必ず高温の物体から低温の物体へと移動します。この移動は、両者の温度が等しくなる「熱平衡(ねつへいこう)」の状態に達するまで続きます。

外部との熱の出入りがない断熱された状態では、高温の物体が失った熱量と、低温の物体が得た熱量は常に等しくなります。これを「熱量の保存」と呼びます。例えば、65℃の湯200gと5℃の水600gを混合し、最終的に20℃で安定した場合、湯が失った熱量は 200g × (65-20)℃ = 9000cal となり、水が得た熱量は 600g × (20-5)℃ = 9000cal となって、授受された熱量が一致することがわかります。

コラム

現在、科学の世界ではエネルギーの単位としてジュール(J)を用いるのが一般的ですが、理科の学習や栄養学の分野では依然としてカロリーが広く使われています。1カロリーは約4.2ジュールに相当し、この換算係数を「熱の仕事当量」と呼びます。

小学生のみなさんへ

あたたかいものと、つめたいものをまぜると、ちょうどよい温度になりますね。これは、あたたかいほうからつめたいほうへ「熱」がうつるからです。

水の熱の量は、「水の重さ × かわった温度」という式で計算できます。たとえば、100gの水の温度が2度上がったなら、100×2で200カロリーの熱をもらったことになります。

あたたかいお湯がつめたい水に熱をあげるとき、お湯がへらした熱の量と、水がもらった熱の量は、かならず同じになります。これを熱の移動いどうといいます。

ルラスタコラム

「カロリー」という言葉は、食べ物に含まれるエネルギーを表すときにも使われています。私たちが動いたり体温を保ったりするのも、この熱のエネルギーのおかげなのです。

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