問2 この実験における金属と水との間の熱の伝わり方の説明として最も適切なものを,…
(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。 金属の比熱容量(比熱)を調べるために,次のような実験を行った。断熱容器に200 g の水を入 れて一定時間経過後,温度を測ると35 ℃であった。そこに85 ℃に熱した100 g の金属を入れ 1 秒ごとに水の温度を測ったところ,図1 のように38 ℃で一定となり熱平衡となった。熱の移 動は水と金属との間のみで行われるものとする。 温度〔℃〕 経過時間 熱平衡に達した時間 図1
問2 この実験における金属と水との間の熱の伝わり方の説明として最も適切なものを,次の1 ~4 のうちから一つ選べ。
- 1 金属から熱運動が伝わる熱伝導によって水に熱が伝わる。触れ合った物質の間を熱運動が伝わる、熱伝導です。
- 2 金属から電磁波が生じる熱放射によって水に熱が伝わる。熱放射は、電磁波によって離れた場所へ熱が伝わる現象です。
- 3 金属と水で物質の移動が生じる熱対流によって水に熱が伝わる。対流は、液体や気体そのものが動いて熱を運ぶ現象です。
- 4 金属に含まれている熱の素となる物質によって水に熱が伝わる。熱の素となる物質というものは存在しません。
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1です。熱い金属を水に入れると、金属の原子の激しい熱運動が、接している水の分子へ次々と伝わっていきます。このように物質どうしが触れ合って熱が伝わる現象を熱伝導といいます。2の熱放射は電磁波によって離れた場所へ熱が伝わる現象、3の対流は液体や気体そのものが動いて熱を運ぶ現象、4の熱の素となる物質は存在しません。
出典:文部科学省ホームページ(https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00013.htm)を加工して作成