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はじめに

ここでは、東京書籍 改訂 科学と人間生活をベースに講義を進めていきます。

資料のダウンロードはこちらからお願いします。

授業資料にある問題の解答はこちらを確認してください。

※画面をタップすると答えが順番に表示されます。第3編 光や熱の科学 第2章 熱の性質とその利用 ①熱とは何か B.温度 C.熱の伝わり方 教科書P130,131

今回は教科書P130~131の範囲を学習します。予め教科書の内容に目を通しておくと、効率よく学習が進められます。

☝本時の目標

1.温度とは何かを言葉で説明出来るようになろう。
2.セルシウス温度と絶対温度の違いを理解しよう。
3.熱の伝わり方(伝導・対流・放射)について理解しよう。

1.温度とは・・・

長兄:ラオウ
それでは、今日の講義を始めよう。今回は熱に引き続き、温度について学習しよう。

三男:ジャギ
熱の次は温度ときたか‥!

ここで突然質問だがジャギよ。
温度計はどのような原理で温度を測定しているか知っているか?

う~ん。突然ふられると即答できないなぁ…
温度計ってと、あれだろ。温かいと目盛りが上にあがって、冷たいと目盛りが下がるから…

その目盛りがどうして上がったり下がったりするのかが今日のポイントになってくる。

液体の体積が変化することで温度が分かるって不思議だなぁ…

温度計の仕組みを説明する前に、前回の確認だ。
熱とは、原子や分子など微粒子の運動のことだ。

それで温かいとか寒いって熱が関係するから、
温度って熱運動の目安になってるんだぁ…

あぁ、だから温度計は微粒子の熱運動の大きさを数値で表現する仕組みになっている。

赤色の石油の体積変化が関係するわけだなぁ…??

例えば水温を測る場合、まずは温度計を水の中に入れる。
このとき目に見えないミクロな世界では、無数の水の微粒子が温度計の表面に衝突している。この衝撃の振動が温度計のガラスの表面から内部の石油に伝わる仕組みになっている。

水温が低いと水の動きは鈍くて、水温が高いと活発なんだよね。

あぁそうだ。水温が高くなると、それだけ水の微粒子が激しく衝突するから、内部の石油が激しく振動することになる。

振動が激しい程、目盛りがせりあがっていくわけだぁ…!

うむ。このようにしてガラス製の棒温度計は、内部の石油の体積変化から温度が読みとれるようになっている。

微粒子が熱運動するイメージは、こちらの動画を参考にしてみるよ!
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2.セルシウス温度と絶対温度

セルシウス温度に絶対温度!?
また難しそうな言葉が出てきたなぁ…

まぁ、そう慌てるでない。
今から、この2つの温度について順番に確認していこうではないか。

温度計を発明したのって、あのガリレオ・ガリレイなんだぁ‥!!

あぁ。そして、その温度計に水を基準とした目盛りを設定したのがセルシウスだ。

水が氷になるのが0℃で水蒸気になるのが100℃…ってことは…
なぁ~だ。セルシウス温度って、いつも使ってる温度計の目盛りのことじゃないか!?

そうだ。だから、ここでは意味として新たに学習するのは、次に説明する絶対温度ということになる。

絶対零度…

温度とは、原子や分子の熱運動の大きさの目安になるわけだから、全ての原子や分子が全く動かなくなる温度に着目するわけだ。

それが絶対零度…

うむ。この絶対零度を基準としたのが絶対温度だ。

水の融点と沸点を基準にしたのがセルシウス温度で、
原子や分子の熱運動に基準を求めたのが絶対温度ってわけか!?

まぁ、そういうことになる。
ちなみに目盛りの間隔は、セルシウス温度と絶対温度では同じだ。

セルシウス温度に273を足したら絶対温度に変換できるんだね。

あぁ。いくつか例を示しておいたから、実際に計算して確かめてくれ。
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問題演習(解答・解説)

教科書などを参考にして、まず自分で考えて解決してみよう。

1.

(1)セルシウス温度は、1気圧における水の凝固点を0℃、沸点を100℃と定められています。つまり基準となる物質は水です。

(2)水の凝固点と沸点をそれぞれ表すと、凝固点は273K、沸点は373Kとなります。

(3)絶対零度とは、物質を構成する原子や分子の熱運動がなくなったときの温度のことです。

お疲れ様でした。

今回の学習は、ここまでです。

◎異なる単元の学習は、こちらのガイドを活用ください。

 

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