まとめ
- 1000カロリー(cal)を表す熱量の単位で、記号「kcal」で表記される。
- 水1kgの温度を1℃上げるのに必要な熱量を1kcalと定義する。
- 異なる温度の物体を混ぜた際、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(熱量保存の法則)。
解説
物体が温度変化する際に放出または吸収する熱量は、物体の質量、比熱、および温度変化の積によって算出されます。水の比熱を1cal/(g・℃)とした場合、熱量は「質量(g) × 温度変化(℃)」で求めることができます。
例えば、80℃の湯200gに20℃の水を加えて全体が60℃になった場合、湯が失った熱量は 200 × (80-60) = 4000cal となります。熱量保存の法則により、加えた水が得た熱量も4000calとなるため、加えた水の質量をxとすると x × (60-20) = 4000 より、x = 100gと導き出せます。このように、混合後の温度や物体の質量を計算で求めることが可能です。
キロカロリーは、熱量(熱の大きさ)を表す単位のことです。ふだんは「kcal」という記号で書かれます。1000カロリーが集まると、1キロカロリーになります。
水1kgの温度を1度上げるのに必要な熱が、ちょうど1キロカロリーです。食べ物のパッケージを見ると「200kcal」などと書いてあるのを見たことがありませんか?これは、その食べ物を食べたときに、私たちの体がどれくらいのエネルギーをもらえるかを表しています。
また、あついお湯とつめたい水をまぜると、ちょうどいい温度になりますね。これは、あついお湯が持っていた熱が、つめたい水の方に移動したからです。このように、熱がどこからどこへ動いたかを計算するときにも、キロカロリーという言葉が使われます。
「キロ」という言葉には「1000倍」という意味があります。1km(キロメートル)が1000m(メートル)なのと同じで、1kcalも1000calのことなんですよ。単位のルールを知っていると、いろいろな計算が楽しくなりますね!
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