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A 比熱 - CoREF

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2年
A 比熱
組
番 氏名
太陽の日差しが強い日に砂浜を裸足で歩いて足の裏が熱かっ
た経験ないだろうか? そんなとき,砂浜は熱くても,海の水は
それほど熱くなっていない。砂浜の砂も,海の水も同じように太
陽の日差しであたためられているはずなのにどうして「熱さ」の
違いができるのだろうか?
実は夜中になると,昼のときとは反対に砂浜より海の水の方が
あたたかくなっている。昼間は砂浜のほうが熱いのに,夜中は砂
浜のほうが冷たくなる。
表 1 水と砂の比熱
物質
比熱〔J/(g・K)〕
水(液体)
4.2
砂
0.71
比熱とは,1g(グラム)の物質の温度を
1K(ケルビン)
(1℃)上げるのに必要な熱量のこと
例えば,水と砂を 1g ずつ用意する。このとき,水の
温度を 1℃上昇させるのに 4.2J の熱が必要であるが,
砂は 0.71J と水に比べて少ない熱で 1℃上昇する。
★ 推理してみよう
① 比熱が大きい物質は, 温まりやすいか, 温まりにくいか。
(
)
② 比熱が大きい物質は,冷めやすいか,冷めにくいか。
(
)
まとめ
① もののあたたまりやすさ(にくさ)
,冷えやすさ(にくさ)は,(
②
比熱が大きい物質は,温まり(
),冷め(
)の違いによって起こる。
)
。
温かいものは温かく! 資料 A から,魔法瓶にはどのような特徴あると予想されるか?
2年
B 熱の伝わり方
組
番 氏名
冬は,温かい缶ジュースを買ってもすぐに冷えてしまう。なぜ冷たくなってしまうのだろうか?
下の図は,容器に入れたお湯の熱がどのように伝わっていくかを表したものである。
①対流
容器の断面を拡大すると
②伝導
③輻射
内側
外側
(お湯)
(空気)
高温
低温
① 液体や気体などの物質は、温かい部分は膨張して密度が軽くなり上昇し、冷たい上の部分が下降する。
この作用が繰り返し,物質が移動して熱を伝える方法を「対流」という。
② 金属棒を加熱すると次第に熱が伝わり端まで熱くなる。このように熱が物質を伝わっていくことを「伝導」
という。金属であるアルミニウム,銀,銅で比較すると,アルミニウム<銅<銀の順に熱が伝わり易くなる。
③ 物質がなければ,
「対流」や「伝導」は生じない。しかし太陽は,宇宙空間(真
空)を経て遠く離れた地球を温める。このように離れた位置に熱を伝える方法
ふくしゃ
を「輻射(放射)」という。
★ 推理してみよう
「伝導」を起こさせないためには,右の容器にどのような工夫をしたら良いか?
(
)
まとめ
①
熱の伝わり方は,
(
②
(
)
,
(
),
(
)があり,これにより温度変化が起こる。
)中では,物質がないため「伝導」,「対流」は起こらないが(
温かいものは温かく!資料 B から,魔法瓶にはどのような特徴あると予想されるか?
)によって熱が伝わる。
C
2年
電磁波と熱
組
番 氏名
ストーブに手をかざすと熱を感じたりする。これは,離れた位置にいても,ストーブから出た熱が直接伝わる
ふくしゃ
」といい,このとき熱は「電磁波」の形で伝えられる。
ためである。これを「輻射(放射)
太陽の光,テレビ情報を送る電波、携帯電話、赤外線など、これらを全部まとめて「電磁波」という。
「電磁波」そのものに熱はなく,物体は「電磁波」を吸収すると,それが熱に変
わるので温かくなるのである。物体は,その温度に応じた「電磁波」を吸収したり,
放射したりする。サーモグラフィーの画像は物体(人体)が放射している赤外線など
の「電磁波」を可視化したものである。
ストーブの反射
光が鏡で反射するのと同じように,「電磁波」も鏡や金属で反 板の写真
射をする。この反射を利用したものが,ストーブやハロゲンヒー
ハロゲンヒー
ターの反射板の
写真
ここ
ターの反射板である。
図 1 電磁波の各波長における反射率
アルミニウム、銀、銅がそれぞれ様々な波長の電磁波をどれぐらい
反射するかを比較したグラフ
★
グラフから読み取ろう
550nm 付近の可視光線を効率よく反射する金属は何であろうか。
(
)
★ 推理してみよう
① 電磁波を放射すると物質の温度はどうなるだろうか?
②
(
)
アルミ箔で包まれた温かいおにぎりは,電磁波だけを考えると温度はどうなるだろうか?
(
)
まとめ
①
物質が電磁波を吸収すると温度は(
② 電磁波は,鏡や金属によって(
),放射すると温度は(
)
。
)する。
温かいものは温かく!資料 C から,魔法瓶にはどのような特徴あると予想されるか?
「熱とエネルギー」
2年
組
番 氏名
ジグソー活動
【A 比熱】
① もののあたたまりやすさ(にくさ)
,冷えやすさ(にくさ)は,(
②
比熱が大きい物質は,温まり(
),冷め(
)の違いによって起こる。
)
。
【メモ・図】
資料 A から,魔法瓶にはどのような特徴あると予想されるか?
【B 熱の伝わり方】
①
熱の伝わり方は,
(
② (
)
,
(
)
,
(
)があり。これにより温度変化が起こる。
)中では,物質がないため「伝導」,
「対流」は起こらないが(
)
,によって熱が伝わる。
【メモ・図】
資料 B から,魔法瓶にはどのような特徴あると予想されるか?
【C 電磁波と熱】
①
物質が電磁波を吸収すると温度は(
②
電磁波は,鏡や金属によって(
),放射すると温度は(
)する。
【メモ・図】
資料 C から,魔法瓶にはどのような特徴あると予想されるか?
)
。
魔法瓶は,なぜ温かいものは温かいままなのか?
ジグソー活動②
魔法瓶の写真
Q 魔法瓶にはどのような特徴があるのだろう?
【条件】
①中の液体の温度が変化しにくいほうが良い。
②金属は何種類使っても良い。
③お湯は 5000nm の電磁波を放射しているとする。
(④できればお手ごろ価格がいい)
表 1 各物質の比熱
物質
比熱〔J/(g・K)〕
ステンレス
0.46
銅
0.39
銀
0.23
アルミニウム、銀、銅がそれぞれ赤外線をどれぐらい反射するかを比
較したグラフ
○魔法瓶の構造(断面)を図にしてみよう。
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