電気と熱

質問

こんにちは、私は専業主婦をしており現在高校２年生になる娘がいます。
その娘が理科の実験で銅線（？）か何かに電流を通して、そのときに発生した熱で水を温めるという実験を行ったそうです。
そして、そのあと電気を流すことで発生した熱でパンケーキを作ったそうです。

それで、娘に電気を通すとなぜ熱が発生するのかと聞かれたのですが、私は文系だったため、理科のことはあまりわかりません。
娘も先生に質問をしてみたらしいのですが、納得する回答が得られなかったみたいです。

そこで、この掲示板に書き込みをさせていただきました。
宜しくお願いいたします。

回答No.7

debukuro

大勢の人が狭い通路を押し合いへし合いしながら通ると熱くなるでしょう
電気の正体である電子も電線の中を無理やり通ると厚くなるのです

回答No.6

Duke_Mike

その質問には熱とはそもそも何なのかという質問に答える必要があります。

物質は、理科の授業などでもならいますが、小さな粒粒(原子）の
集合体だというのは知っていらっしゃると思います、。

熱というのはその物質を構成している粒粒がどれだけ活発にブルブル振動しているかということを表していると解釈してください。

さて本題に入ります。
一般に電気や電流と呼ばれているものは、電子と呼ばれる粒粒を、
電池や電源を使って、力を与えて物質中を無理やり流すものです。
流された電子は物質中で他の粒粒とぶつかり、ぶつかられた粒粒は
今までよりも活発に動くようになります。活発に粒粒が動くということは熱が発生したということになります。

物質によって電子の当たり方がことなるため、温まりかたは異なりますが、全ての物質で同じことが言えます。

回答No.5

sanori

こんばんは。
なるべく易しく解説しようと思います。

まず、「熱」とは何か？　ということを考えなくてはいけません。

人間は熱いものに触れたり冷たいものに触れたりすると、熱の大小を感じることができます。
ですから、「熱とは何か？」の答えは「熱く感じること」だと思っている人が多いと思います。

ところが、それでは「熱」を理解していることにはならないのです。

「熱」の正体は、沢山の粒子の運動です。
一方向に揃って動くのではなく、あちこちの方向にばらばらに動いています。

動きが激しい状態　＝　大きな熱
動きが遅い状態　＝　小さな熱
です。

人間の皮膚に熱いものが触れると熱く感じるのは、
動いている粒子が皮膚に衝突したときに、皮膚を構成する粒子に動きが受け渡されるからです。（それが感覚を刺激するということです。）
つまり、おはじきやビリヤードと同じです。

さて、
異常に混んでいる人ごみの中をラグビーの選手が走って突っ切る状況を考えます。
どうしても、周りの人とぶつかりながら走ることになります。
Ａさんにぶつかると、Ａさんは反動で動きます。
そして、Ａさんの隣のＢさんにぶつかります。すると、Ｂさんも動きます。
このようにして、ラグビー選手が走ることにより、人ごみの人たちに動きの速さが与えられます。

ここで、
・ラグビー選手　→　電流のつぶつぶ（＝電子）
・人ごみの人達　→　銅線の中の粒子達
というふうに置き換えると、
電流を流せばなぜ熱が発生するかをイメージできるかと思います。

以上、ご参考になりましたら。

回答No.4

nature345

こんばんは
　質問者さまのお宅には蛍光灯や電球があると思います。
　これは照明用です。電球は明かり（光）のほかに熱を
　発生します。６０Ｗより１００Ｗのほうが明るく熱も
　沢山出します。ヘヤードライヤーは１２００Ｗで
　電子レンジは５９９Ｗと７００Ｗがあり電気コタツは
　１２００Ｗもあります。
　高校の理科では電気は熱や光を発生するものと教えるための
　実験です。　本では目から読んで理解できない、明るさと
　熱を、水を温める、ことやパンケーキを作ってわかりやすく
　楽しい授業にしたのでしょう。

回答No.3

noname#84191

＞＞何故電流を流すと熱が発生するのか・・

簡単に言えば、電流とは電子の流れなのです。
（言葉の正確な定義は省きます）

銅線・導線・ニクロム線・・何れも原子から出来ています。
（もちろん私達の身体も・・が、これらのことも省略）
目に見えているのは電線などとして見えていますが、本当の姿は原子が沢山集まっている・・訳です。

その電線等に電圧を加えますと、電子は移動します、その電子が原子に衝突するのです。

１個の電子での振動は極々僅かですが、１Ａの電流となるには、電子の数は６.２４の１８剰個あるとされています。
（１Ａ＝６２４００００００００００００００００個）
これだけの数が原子に衝突すれば、その振動も無視出来なくなります。
それが、熱や光として現れる・・と言うことになります。

簡単に言えば、電子が原子に衝突して原子が振動するから、その振動が熱として現れる・・と言うことでしょう。

回答No.2

ymmasayan

ごく粗っぽく言うと摩擦熱です。
冬寒いときに手と手をこすり合わせると温かくなりますね。

電線の中で電流が流れると言うのは逆向きに電子が流れることです。
電子が電線の中の原子にぶつかって摩擦が起きる。
これが発熱の正体です。

回答No.1

takas223

こんなのだとわかりやすいでしょうか？
　電気を通すものにも抵抗率といって、電気を通しやすいものと通しにくいものがあります。
　通しやすいものは銅線として使われ、抵抗率の高いものは豆電球などに使われてます。
　水の流れにたとえると、川の速度は電圧、銅線は緩やかな何もない川、抵抗率が高くなるとその分、川に障害物が増えて水の流れが弱くなります。
　障害物に川の流れが当たるので、水の流れ全体は遅くなります。
　電圧が低くなるわけです。
　そして、この場合は熱としてエネルギーが変換されます。
　豆電球の場合は光としても熱としてもエネルギーが変換されてるわけですね。
　簡単に言うとこんな感じです。
　たぶん銅線ではなくニクロム線などの抵抗物に電気を通して熱にしたんだと思いますよ。　
　電熱器ってありますよね？

参考URL：

http://www.ricoh.co.jp/kouken/science_caravan/q_and_a/Q-029.html