理科の動画「熱と水蒸気」を見ました。
カロリー計算や湿度(露点)など、身近な言葉が並びます。考え方をしっかりしておけば後は計算問題になりますので、まずは、基本を押さえましょう。
お風呂上がりでガラスが曇りますよね~、梅雨だと洗濯物乾かないですよね~
湿度に関係しますよね。
動画を見る前にしておくこと
「科学の図鑑」と「科学の眼」を読んで、「クロスワードパズル」を解きましょう
◆基礎を固めたい場合◆
①デイリーステップ【2】~【6】を解きましょう
②デーマ【1】~【3】を読みましょう
③確認問題【6】【9】【11】を解きましょう
◆さらに挑戦したい場合◆
①発展【2】を解きましょう
構成
1.コアプラス・デイリーチェック
2.今回のポイント
3.確認問題(確認6,9,11)
4.発展問題(発展2)
5.今回のまとめ
6.学習のすすめ
1.コアプラス・デイリーチェック
コアプラス
(6)(7)は注意が必要ですが、それ以外は解けるようにしましょう。(7)は入射角と反射角の知識を覚えておきましょう!
デイリーチェック
前回の復習となりますので、しっかりできるようにしましょう。アルキメデスの原理で、台はかりを用います。2⃣では糸が引く重さ、なども考えます。
2.今回のポイント
熱量の計算
熱量の単位:カロリー
1カロリー⇒1gの水を1℃上昇させる熱量のことです。
練習問題
(1)60℃の湯100gを80℃にするには何カロリーの熱を加えればよいか?
(2)10℃の水200gと30℃の水300gを混ぜると何度になるか?
解答
(1)(80-60)×100=2000カロリーです。
(2)(10×200+30×300)÷(200+300)=22℃、となります。
湿度の計算
下記を覚えておきましょう。
動画では例題を解いていますので、手ならしにといておきましょう。
例題:下記表の時、問題に答えましょう。
気温(℃) | 0 | 5 | 10 | 15 |
飽和水蒸気量(g/㎥) | 4.8 | 6.8 | 9.4 | 12.8 |
問(1)気温10℃、6.8g/㎥の湿度を求めましょう。(小数第二位を四捨五入)
問(2)(1)から気温を5℃下げた場合の湿度を求めましょう。
解答
(1)6.8÷9.4×100=72.34・・・ ⇒72.3%です
(2)6.8÷6.8×100=100 ⇒100%です。
水滴が出来始める温度を露点、と言います
3.確認問題(確認6,9,11)
確認【6】
表は、温度と飽和水蒸気量を示しています、湿度を計算します。小数第1位を四捨五入して整数で求めます。今の水蒸気量を押さえながら、その温度での飽和水蒸気量をきちんと読み取れるようにしましょう。あとは計算問題です。
確認【9】
氷に熱を加えて状態変化させていく問題です。状態変化にカロリー使われてるところ、温度上昇にカロリーが使われているところ、を読み取りましょう。水が何グラムになっているか、などに気を付けましょう。グラフの確認をします。
はじめ~A:-40℃の氷100g→0℃の氷100g
A~B :0℃の氷100g→0℃の水100g
B~C :0℃の水100g→100℃の水
C~D :100℃の水→100℃の水蒸気に変化している途中(まだ水も存在する)
(1)B~Cに注目します、10分で10000カロリー、なので、1分間当たりの加熱量が分かります。(2)40℃のある重さの水に、90℃60gの水を食わると70℃になった、ので、失った熱ともらった熱が等しい、として考えます。
90℃から70℃になったので、1200カロリー失った、とわかります。
40℃から70℃になったので、1200カロリーもらった、とわかります。
これより、1200÷(70-40)=40g、とわかります。
(4)80℃の水90gに0℃の氷10gを加えます。氷と水で、読み間違えないようにしましょう。氷から水への状態変化の熱を考慮する必要があります。グラフから、氷100gを溶かすのに8000カロリー必要なので、氷10gを溶かすには800カロリー必要です。ので、(7200-800)÷(90+10)=64℃、となります。
別解として、てこの回転力のように天秤で考えて解くこともできます。是非動画で確認しましょう。
確認【11】
フェーン現象についてです、社会で習いました。風が山を越えるときに、超える前に雨が降るので、越えてきた風が暖かくなる現象です、これを理科の水蒸気で確認します。水蒸気が水になるときに周りに熱を放出していることが影響しています、科学的に考えると楽しいですね。
(1)13.6÷19.4×100から小数第一まで求めます。(2)雲が出来始める、は水滴が出来始める、なのでB地点は露点だった、とわかります。B地点は、16℃となるので、B地点の高さは600mとわかります。(3)2000m上昇したので、10℃下がったとわかります、C地点は6℃と分かります。(4)雨になって失われたので、13.6gから7.3gになったことから、失われた量が分かります。(5)2600m下降すると、気温が26℃上昇します、32℃になります。(6)7.3g÷33.8g×100で、求まります。
4.発展問題(発展2)
発展【2】
かなりの計算力が求められる問題です。紙風船が浮く問題ですので、熱気球的な話です、たのしく取り組みたいです。とはいえ計算がややこしいですが、ひとつずつ確認しながら解いていきましょう。
体積、重さ、温度についてそれぞれ考えていきます、難易度高いですね・・・
5.今回のまとめ
熱量の計算
確認問題を解いてみましょう。
問題(1)30℃の水70gと70℃の水[ ]gを混ぜると42℃になります。
解答(1)熱の受け渡しで考えると、(42-30)×70=840カロリー、もらったので、失った方は、840÷(70-42)=30g、と分かります。別解として、天秤を用いた逆比でも解けます。
問題(2)0℃の氷20gと90℃の水180gを混ぜると73℃になるいます。0℃の氷20gを溶かすのに使われた熱は[ ]カロリーです。
解答(2)初めに持っている熱は、90×180=16200カロリーです。これが最後に73℃の水200gとなります。この差、16200-73×200=1600カロリーが、氷を解かすのに使われたカロリーとなります。ちなみに、氷1g溶かすには80カロリー必要です、覚えておくとよいでしょう。
湿度の計算
表を見て、問題を解いてみましょう。割り切れない場合は小数第二位を四捨五入します。
温度(℃) | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
飽和水蒸気量(g/㎥) | 4.8 | 6.8 | 9.4 | 12.8 | 17.3 | 23.0 |
問題(1)気温25度、12.8g/㎥のときの湿度は何%?
問題(2)(1)の空気の露点は?
問題(3)(1)の空気を5℃まで下げると空気1㎥あたり何gの水滴が出来るか?
解答(1)12.8÷23.0=55.65… →55.7%
解答(2)表から15℃、とわかります。
解答(3)12.8-6.8=6.0g、とわかります。
6.学習のすすめ
♦基礎を固めたい場合♦
①デイリーステップ【1】を解いてデイリーチェックの複数を行いましょう。
②確認問題【1】【2】【3】【4】【5】【7】【10】を解きましょう
③ポイントチェックを解きましょう。
◆挑戦したい場合♦
①デイリーステップ【1】を解いてデイリーチェックの複数を行いましょう。
②確認問題【1】【2】【3】【4】【5】【7】【10】を解きましょう
③発展【1】を解きましょう。
④ポイントチェックを解きましょう。
⑤コアプラスと理科資料の関連項目を見ましょう。
まとめ
熱量では、カロリーがどう使われているかの計算、湿度では小数点の計算など、計算力が問われる部分も多い単元です。計算間違いはもったいないので、問題文はしっかり読んで解きましょう。また、フェーン現象みたいな自然現象を理科で計算して理解していくのは、理系ならではの楽しさです.
最後まで読んで頂きありがとうございました。
下記に他の動画解説のページもありますので、紹介させてください。
参考になるとうれしいです。
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