水の上昇温度について

質問

中3女子です。いきなりですが、水の上昇温度＝発熱量ですか？
水の上昇温度の求め方が分かりません。並列回路の水の上昇温度の求め方が特に分かりません。水の上昇温度の公式なども教えてください。

回答No.1

noname#232424 · ベストアンサー

水中にヒーター（電熱線）を入れて通電し，温度上昇を計測するという状況でしょう。

＞水の上昇温度＝発熱量ですか？

水の上昇温度x水の体積＝発熱量　

です。ポットで湯をわかすとき，コーヒー１人ぶんよりも家族４人ぶんのほうが，長い時間がかかるでしょう？　発熱量を水の体積で割らないと，上昇温度は求められません。

発熱量は，ワット数（ボルトｘアンペア）に通電時間（秒）をかけて求めます。単位は「ワット秒」。カロリーとの換算式は，
　1ワット秒 ＝ 0.238846カロリー
中学校ではJ（ジュール）という単位は教えないので，ここには書いていません。

水１グラムを摂氏１度だけ温度上昇させるのに必要な熱量は，１カロリー（中学校ではこれより詳しくは教えないはずです）。ここまで言えば，あとは計算できますね。

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「並列回路」とは，「ヒーターを電源に並列に接続する」という意味でしょう。この場合は，すべてのヒーターが独立に発熱しますから，単純にそれぞれの発熱量を足せばいいです。

回答No.3

noname#232424

加筆。

＞並列回路・・・単純にそれぞれの発熱量を足せばいい

わからない人には，よけいわからない表現だったかもしれません。実例でいいましょう。
　直流電源の電圧＝１０ボルト
　ヒータ１本の抵抗値＝５オーム
とします。

ヒータ２本を，電源に並列につなぐ場合。並列とは，下のような結線をいいます。

　　　電源（＋）端子----ヒータ１-----電源（－）端子
　　　　　　　　　　　　｜　　　　　　　｜
　　　　　　　　　　　　---ヒータ２----

ヒータ１に流れる電流は１０／５＝２アンペアで，ワット数は１０ｘ２＝２０ワット。
ヒータ２もおなじ。
両方を足せば，４０ワット。

「わかりにくい」というのは，まず２本のヒータの合成抵抗値（２．５オーム）を計算で求めて，それから合成電流（４アンペア）を算出するように教えられたからかもしれません。

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ちなみに，ヒータ２本を下のように直列に結線する場合。

　　電源（＋）端子----ヒータ１---ヒータ２----電源（－）端子

２本のヒータの合成抵抗値は，５＋５＝１０オーム。
流れる電流は１０／１０＝１アンペアで，ワット数は１０ｘ１＝１０ワット。並列のときの４分の１になります。

回答No.2

noname#232424

訂正。

誤　　　　　　　　正
水の体積　→　水の質量（重さ）

中学校理科実験では，水1立方センチメートルは１グラムで計算するはずなので，数値はおなじになるんですが。