一般小学生
まとめ
【定義】
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る。単位はカロリー(cal)が用いられ、1gの水の温度を1℃上げるのに必要な熱量を1カロリーと定義する。水の熱量は「水の質量(g)× 温度変化(℃)」で算出される。
まとめ
熱は常に高温の物体から低温の物体へと移動し、両者の温度が等しくなる(熱平衡)まで続く。外部との熱の出入りがない場合、高温の物体が失った熱量と、低温の物体が得た熱量は等しくなる。
解説
温度の異なる物体を接触させると、高温側の温度は下降し、低温側の温度は上昇する。グラフで見ると、時間の経過とともに両者の温度差は縮まり、最終的には一定の温度に収束する。例えば、65℃の湯200gと5℃の水600gを混合し、20℃で安定した場合を考える。このとき、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」となる。このように、授受された熱量は一致する。熱の移動を視覚的に捉える際は、高温物体から外側へ熱が逃げ、低温物体がそれを受け取るイメージを持つことが重要である。
小学生のみなさんへ
あたたかいお湯とつめたい水をまぜると、お湯の温度は下がり、水の温度は上がって、最後にはどちらも同じ温度になる。これは、熱があたたかい方からつめたい方へ移動したからである。水の熱量は「水の重さ × 変化した温度」で計算でき、単位は「カロリー」という。実験でお湯が失った熱量と、水がもらった熱量を計算してみると、その大きさはぴったり同じになることがわかる。
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