　理科２年　電気

電力と発熱量

[要点－電力と熱量]

①熱量：熱エネルギーの量を指します。
単位はジュール（J）です。
電気器具から発生した熱エネルギーの量は「発熱量」と呼ばれます。
電熱線などの電気器具から発生する熱量を考える際に使います。

②熱量の求め方：
熱量 (J)=電力 (W)×時間 (秒)
電力は「1秒あたりにどれだけのエネルギーを出すことができるか」を示します。
例えば、「3W」は「1秒あたりに3Jのエネルギーを出す」という意味です。

③電力量：
電力に時間をかけたものです。
単位はワット時（Wh）またはジュール（J）です。

④電力量の求め方：
(1)電力量（Wh）＝電力（W） × 時間（時間）
(2)電力量（J）＝電力（W） × 時間（秒）

⑤1ワット時（Wh）は3600ジュール（J）に相当します。

電力と電力量－電力＝電圧×電流

①電力:
電力は、電気器具の能力の大小を表します。
単位はワット（W）です。
例えば、「36W」と書かれた電球は、
1秒当たり36ジュールの光エネルギーを出すことができることを意味します。
正確に言えば、電力は「1秒あたりに電流がどれだけ仕事をするか」を表します。

②電力の求め方:
(1)電力（W）は電流（A）と電圧（V）の積で求めます。
オームの法則を使って、電力は以下の式で表されます:
電力(W)=電流(A)×電圧(V)

(2)また、抵抗（Ω）を用いて次の式でも計算できます:
電力(W)=抵抗×電流²=電圧²/抵抗

③電力量:
(1)電力量は、一定時間内に発生する電気エネルギーの量を表します。
(2)単位はジュール（J）です。
1Wの電力を1秒間消費した場合、1ジュールとなります。

④電圧と電力の関係:
電圧を2倍にすると、電力は4倍になります。

電力量と熱量

[問題]
600Wと1200Wに消費電力を切り替えることのできるドライヤーがある。

(1) 600Wと1200Wのどちらで使用したときのほうが、より早く髪を乾かすことができるか。
(2) 1200Wで使用したとき、600Wのときと比べると何倍の熱が発生しているか。
(3) 1200Wで1分間使用した。
　　電力がすべて熱を発生するために使われたとすると、何Jの熱が発生するか。

[解答]
(1) 1200W　(2) 2倍　(3) 72000J

[解説]

　

(1) 1秒間に使う電気の量を電力といい、単位はW(ワット)で表す。
1200Wの場合の方が600Wの場合よりもより多くの電気を使うので、
より早く髪を乾かすことができる。

(2)(発熱量J)＝(電力W)×(秒) なので、電力が2倍になると発熱量も2倍になる。

(3) (発熱量J)＝(電力W)×(秒)＝1200(W)×60(秒)＝72000(J)

Jとcal

①熱量：物体に蓄えられた熱の量を表します。
ジュール（J）とカロリー（cal）は、熱量を測るための単位です。

②ジュール（J）：電熱線などから発生した熱の量を表す単位です。
電熱線に電流を流した時間と電力の大きさに比例します。
例えば、600Wの電気器具を1分間使用すれば、熱量は36000Jになります。

③カロリー（cal）：一定量の水の温度上昇から求める単位です。
1.0calは1.0gの水の温度を1.0℃上昇させるのに必要な熱量です。
1calは約4.2Jに相当します。

④熱量の変換：
1J = 0.24cal
1cal = 4.2J