カロリーと時間

質問

＞1kgの水の温度を１気圧のもとで1℃上昇させるのに必要な熱量を1kcalと表します
＞1カロリーは4.18605ジュール
と、カロリーについて説明されているサイトをよくみかけます。ところが、時間について書いてあるサイトが探せません。
ずばり、1カロリーとは「何時間で」１℃上昇させるのに必要な熱量を言うのでしょうか？
私の疑問は、もしカロリーが何らかのエネルギーという「力」を表すのなら、極端な言い方かもしれませんが、1時間で1℃上昇させる「力」と、たった1秒で1℃上昇させる「力」というのは全く違う「力（エネルギー）」なのではないか、と思ったからです。
　一体、カロリーとは何時間（何秒、何分）で上昇させる単位なのでしょうか？
　それと、もし時間に対して問わないとした場合、このカロリーという単位を使う時「矛盾」か或いは「正確な比較が出来ない」という問題が出てくるのではないでしょうか？
　教えてください。

回答No.2

mojitto · ベストアンサー

時間は関係ありません。
1kgの水を1秒かけようが、1時間かけようが、1℃上げるエネルギーが1kcalです。
要は『水』がどれだけのエネルギーを受け取ったかが問題です。
逆に言えば水温を1℃上げるのに、どれだけの『労力』がかかったかは問題ではないのです。

またエネルギーと時間を混合した単位系も存在します。
たまにコンロなどで「(k)cal/h」という単位を見かけると思います。
もし1kcal/hなら、1時間で1kgの水を1℃上げるエネルギーが得られるということです。

お礼

回答、ありがとうございました

回答No.4

BookerL

rainsan さんの疑問は、エネルギー・力・仕事率 あたりの言葉の意味をきちんと切り分けていないところに生じているようです。
　まあ、「力」とかっこ付きで書かれているので、ここでの力は力学的な力と別物としていることはわかりますが、科学の議論で不用意に「力」を使ってはいけません。

　カロリーやジュールはエネルギーの単位で、熱の形で移動するエネルギーもこれらの単位ではかります。他の方の回答にあるように、熱の移動した量が何カロリーであるか、ということと、どれだけの時間かかって移動したか、ということは、無関係です。

＞　1時間で1℃上昇させる「力」と、たった1秒で1℃上昇させる「力」というのは全く違う「力（エネルギー）」なのではないか

という疑問は、「力」のことは置くとして、エネルギーと仕事率の概念の混同と思われます。同じ量のエネルギーを短時間で生じる働きは「仕事率が大きい」ということになります。仕事率の単位はＷ（ワット）です。
　ワット数の大きい電気製品だと、同じ時間でたくさんの仕事をします。電熱器だと同じ時間にたくさんの熱を出します。
　１ｋＷの電熱器なら、１秒間に１０００ジュール≒２４０カロリーの熱を出します。ロスがなければ、この熱で２４０ｇの水の温度を１℃上げます。１００Ｗの電熱器なら１秒間に２４カロリーの熱を出すので、２４０ｇの水の温度を１℃上げるのに１０秒かかります。でも、結果として水に加わった熱量はどちらも２４０カロリーで、時間とは無関係です。

お礼

回答、ありがとうございました

回答No.3

Tacosan

所用時間によらず「熱量」は同じです.
「熱量」と「仕事」は同じ単位で, これを時間で割ったものが「仕事率」(単位は W).

お礼

回答、ありがとうございました

回答No.1

zettsei

理想的な条件下では温度の上昇は経路（過程）によりません。

10℃から11℃に上げても
10度からいったん50℃まで上げて11度まで冷ましても
始まりの10度と終わりの11℃さえ固定すれば、その間で何が起ころうと必要最低限のエネルギーは同じです。

お礼

回答、ありがとうございました