最新記事 2021年02月08日

テーマ: 理科

見えないものをイメージする② ~温度と熱量~

皆さんこんにちは。
受験ドクター講師の勝山利信です。

2月に入り中学受験のカリキュラムでは新年度の学習をスタートする時期です。
学年が上がるとさらに単元の内容を深めたり新しい内容に触れたりと、これまでとは学習のレベルが1段階上がりますので、良いスタートダッシュが切れるように頑張りましょう!

さて、今回も理科の学習のポイントである「見えないものをイメージする」をテーマにお話ししていきます。
話題は「温度と熱量」についてです。

A君は2000円、B君は6000円それぞれ持っています。二人の持っている金額の平均は何円ですか?
理科20210208_01

急に算数の問題が出てきましたが、

(2000+6000)÷2=4000円

ということで、割と簡単に求めることができました。
実は、温度と熱量の計算は根本的にはこれと同じ計算をしているのです!
温度の単位 [℃]、熱量の単位 [カロリー]、重さの単位 [g] と、日常で組み合わせる機会が少ないものを組み合わせることにはなるので難しく考えてしまう人もいますが、先ほどの計算と同じだと言われると、ぐっとハードルが下がりますね!

さらに内容を近づけると・・・

20円を持っている人が50人、80円を持っている人が150人います。1人あたりが持っている金額の平均は何円ですか?

理科20210208_02

少し複雑になりましたが、解いてみましょう。

20×50+80×150=13000円
13000÷(50+150)=65円

そこにある金額の合計を計算し、合計人数で等しく分ければ、1人あたりの平均は計算できますね!
ではこれを、温度と熱量の計算問題に書き換えます。

20℃の水50gと80℃の水150gを混ぜると、何℃の水になりますか。ただし、熱は空気中や容器に逃げないものとします。

理科20210208_03

ただし書きがつくと少し緊張しますが、むしろ条件を簡単にするための注意書きです。
そこにある熱は、すべて水の温度上昇に使われるということですね。

では、実際に解いてみましょう。

20×50+80×150=13000カロリー
13000÷(50+150)=65℃

計算式は先ほどの金額の問題と一切変わらず、そこにある熱量(カロリー)の合計を計算し、水の重さの合計で割れば、混ぜた後の水の温度が計算できます。

熱量はそもそも目に見えませんし、温度も数値化するためには温度計が必要です。実感がわきづらいのは事実ですが、計算していることは、金額の計算問題と同じレベルなのです!見えないものは身近の物に置き換えて考えると、その考え方を理解する近道になりますので是非参考にしてみてください!

目指せ、化学計算マスター!
それでは、またお会いしましょう!