質問: 中2理科 図1のような装置で、50gの水に10vの電圧を加えたところ、 中2理科 図1のような装置で、50gの水に10vの電圧を加えたところ、2aの電流が流れた。このときの温度変化は図2のようになった。この問題を分かりやすく解説してください。 1:この電熱線の消費電力はいくらか。(答:20w) 2:この状態で6分間電流を流すと、水は何°C上昇すると考えられるか。グラフから考えよ。また、水が受け取った熱量は何calか。(答:36°C 熱量1800cal) 3:この電熱線に5vの電圧をかけたとき消費される電力はいくらか。(答:5w) 4:上記3のとき、6分間電流を流すと水の温度は何°C上昇するか。(答:9°C) 5:別の電熱線に変えて電圧10vを加えたら、3aの電流が流れた。この電熱線の20秒間の発熱量(j)を答えなさい。
回答: 1 10vの電圧で2aの電流で、消費電力は電流×電圧なので 10v*2a=20wです。 2 グラフからy=6*x (y:上昇温度、x:時間(分))ですから 6分では36°Cの温度上昇になります。 水が受け取った熱量は 水の重さ×上昇温度ですから、36°C×50g=1800cal です。 3 電圧が5vになると 電流は1aになりますから(抵抗は不変) 5v*1a = 5wです。 4 1と3の答えを比較すると消費電力は1/4になっているので、温度上昇も1/4になります。 したがって 36°C/4=9°Cになります。 5 10vで3aですから、消費電力は30wになります。20秒間の発熱量は30w×20秒= 600j となります。 発熱量(j)は 消費電力(w)×時間(秒)です。 発熱量(cal)も発熱量ですが、1calは1gの水を1°C温度上昇させるのに必要な発熱量を示します。