表1は、3種類の照明器具について、与えた電気エネルギーを100としたときに、光に…
表1は、3種類の照明器具について、与えた電気エネルギーを100としたときに、光になる割合と熱になる割合をまとめたものです。同じ明るさの部屋にするために必要な電気エネルギーを、発光ダイオードと白熱電球でくらべたときの説明として、表1から考えて最も適切なものはどれか。
- ⑴ 発光ダイオードは白熱電球のおよそ4分の1の電気エネルギーですむ。白熱電球では与えた電気エネルギーの9割が熱に変わっていたが、その割合が6割まで下がるためである。光になる割合が10％から40％へ4倍になるので、同じ明るさを得るのに必要な電気エネルギーは4分の1ですみます。
- ⑵ 発光ダイオードは白熱電球のおよそ4倍の電気エネルギーが必要になる。光になる割合が大きい照明器具ほど熱として捨てる分が増えるので、同じ明るさを出すのに多くの電気エネルギーがいるためである。光になる割合が大きいほど、同じ明るさを出すのに必要な電気エネルギーは少なくてすみます。
- ⑶ 必要な電気エネルギーは3つとも同じになる。エネルギーは保存されるので、どの照明器具でも与えた電気エネルギーの総量は変わらず、明るさの差も生じないためである。エネルギーの総量は保存されますが、そのうち光になる割合は照明器具によって違います。
- ⑷ 発光ダイオードは白熱電球のおよそ2分の1の電気エネルギーですむ。光になる割合が10％から25％へ上がり、残りはすべて音や電波になって外へ出ていくためである。25％は蛍光灯の値です。また表1では、光にならなかった分は熱になっています。
解説
正解は⑴です。表1では、光になる割合は白熱電球が10％、発光ダイオードが40％です。同じ明るさを得るのに必要な電気エネルギーは、光になる割合に反比例するので、40を10で割って、発光ダイオードは白熱電球のおよそ4分の1ですみます。少なくてすむのは、白熱電球で熱に変わっていた9割の分が6割まで減るからです。エネルギーはなくなるのではなく、目的以外の形に変わる分が減ったと考えます。
AIが生成したオリジナル問題です。実際の試験問題ではありません。