問3 この図の説明として適切なものを,次の1 ~4 のうちから一つ選べ。
(1 ・2 のどちらか1 題を選び解答する) 熱とエネルギーについて,問1 ~問5 に答えよ。 物質を加熱すると,一般的に固体→液体→気体と状態変化する。固体から液体に変わるときに は ア ,液体から気体に変わるときには イ といわれる熱が物質に使われる。 ア , イ を合わせて潜熱という。 一方で状態変化せず,たとえば液体の状態を保つように加熱する場合でも,見た目にはわから ないが,分子など物質の構成粒子の ウ が激しくなる。 下線部液体の状態を保つように加熱するときを考える。図は同じ質量50 g の水と油をそれぞ れ一定の割合でt 秒間加熱したときの温度変化を示したものである。 油 水 加熱時間 t 20 ℃ 50 ℃ 温度 図
問3 この図の説明として適切なものを,次の1 ~4 のうちから一つ選べ。
- 1 グラフの傾きが大きいほど,熱伝導の度合いが大きいことを示す。この図が表しているのは温度の上がりやすさであって、熱の伝わりやすさではありません。
- 2 グラフの傾きが大きいほど,熱伝導の度合いが小さいことを示す。熱伝導の大小を読み取る図ではありません。比べているのは同じ熱量での温度の上がり方です。
- 3 グラフの傾きが大きいほど,比熱(比熱容量)が大きいことを示す。傾きが大きいのは温度が上がりやすいということなので、比熱は大きいのではなく小さくなります。
- 4 グラフの傾きが大きいほど,比熱(比熱容量)が小さいことを示す。同じ熱量で温度が大きく上がるほど比熱は小さいので、傾きが大きいほど比熱は小さくなります。
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。図では同じ質量の水と油を同じ割合で加熱しており、油の方がグラフの傾きが大きく、短い時間で温度が上がっています。同じ熱量を与えたときに温度が大きく上がるということは、1gを1K上げるのに必要な熱量、つまり比熱が小さいということです。したがってグラフの傾きが大きいほど比熱は小さいことになります。熱伝導は熱が物体の中を伝わりやすさを表す量で、この実験のように一定の割合で加熱したときの温度の上がり方とは別のものです。
出典:文部科学省ホームページ(https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00010.htm)を加工して作成