問3 この実験を説明する文として適切でないものを,次の1 ~4 のうちから一つ選…
(1 ・2 のどちらか1 題を選び解答する) 熱やエネルギーに関する現象や実験について,問1 ~問5 に答えよ。 水を入れた鍋を火にかけたり,ストーブをつけたりすると,温められた水や空気が上昇し,熱 が全体に伝わる。このような液体や気体の移動を伴って熱が伝わることを A という。 一方で,たき火やストーブの前に立つと,体が温められる。このような電磁波によって熱が伝 わることを B という。 同じ質量で異なる材質の板A,板B,板Cがあり,各板の材質は,銀(比熱0.2),銅(比熱 0.4),ガラス(比熱0.8)のいずれかである。板Bと板Cの温度は等しくT0 で,T0 は板Aの温度 TA より低かった。 図は,板Bに板Aを接触させた場合(実験Ⅰ)と,板Cに板Aを接触させた場合(実験Ⅱ)とで, どのように板の温度の時間変化が異なるかを比べた実験結果である。実験ⅠまたはⅡにおいて, 接触させた2 枚の板が達した温度はT1 またはT2 であり,T1 < T2 となった。ただし,熱は接 触させた2 枚の板の間のみで移動するものとする。 実験Ⅰ(板Bに板Aを接触させた場合) 実験Ⅱ(板Cに板Aを接触させた場合) 時間 板B 板A 温度 TA T1 T0 O 時間 板C 板A 温度 TA T2 T0 O 図
問3 この実験を説明する文として適切でないものを,次の1 ~4 のうちから一つ選べ。
- 1 実験Ⅰにおいて,2 枚の板は温度T1 で熱平衡の状態になった。温度が変わらなくなった状態を熱平衡と呼ぶので、正しい説明です。
- 2 実験Ⅱにおいて,板Aが失った熱量と板Cが得た熱量は等しい。熱は2枚の板の間だけで移動するので、失った熱量と得た熱量は等しくなります。
- 3 実験Ⅱの板Aよりも,実験Ⅰの板Aの方が,より大きな熱量を失った。T1のほうが低いので、実験Ⅰの板Aのほうが多く熱量を失っています。
- 4 実験Ⅰの板Bよりも,実験Ⅱの板Cの方が,より大きな熱量を得た。熱量を多く得たのは板Cではなく板Bのほうです。
この問題は問題の図(写真・図・表など)を見て答えます。図はこちらに転載していないため、下の出典のページから公式のPDFをご覧ください。解説だけでも読み取り方が分かるように書いています。
解説
正解は4です。この問いは適切でないものを選ぶ形です。到達した温度はT1<T2なので、実験Ⅰのほうが板Aの温度の下がり方が大きく、板Aはより多くの熱量を失っています。熱は2枚の板の間だけで移動するので、失った熱量と得た熱量は等しく、板Bのほうが板Cより多くの熱量を得たことになります。したがって4の説明が実験と合いません。
出典:文部科学省ホームページ(https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00003.htm)を加工して作成