中学理科【計算問題】「電熱線による発熱と水温の変化」

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公開日: 2026年3月18日

『中学理科・計算問題』の解説動画をまとめた再生リストを作成しているので、コチラからご覧下さい⇒ https://www.youtube.com/playlist?list=PLOuDWYasASnku7Qx01bprLorEq385brYX

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中学理科の計算問題が苦手な中学生に向けて、動画を作成しています。
今回は、中2理科で学習する『電熱線による発熱と水温の変化』について詳しく解説しています。
動画内では以下の問題について解説しています。

(問題)
電熱線による発熱はすべて水の温度上昇に使われるものとし、1gの水の温度を1℃上昇させるのに必要な熱量は4.2Jであるとして、以下の問いに答えなさい。
(1) 5Ωの電熱線を100gの水が入ったビーカーに入れ、7Vの電圧をかけて5分間電流を流したとき、水温は何℃上昇するか答えなさい。
(2) 10Ωの電熱線を100gの水が入ったビーカーに入れ、10Vの電圧をかけて電流を流したところ、水温が5℃上昇した。電流を何分流したか答えなさい。

(解答・解説)
(1)
電流は「電圧(V)÷抵抗(Ω)」なので、7(V)÷5(Ω)＝1.4(A)
電力は「電圧(V)×電流(A)」なので、7(V)×1.4(A)＝9.8(W)
発熱量(J)は「電力(W)×時間(s)」なので、9.8(W)×300(s)＝2940(J)

水1gが1℃上昇するのに4.2Jの熱量が必要
水100gが1℃上昇するのに420Jの熱量が必要

2940Jの熱量で水100gが何℃上昇するのかを計算するには、
2940(J)÷420(J)＝7
【答】7℃

(2)
電流を流した時間をx分とする
電流は「電圧(V)÷抵抗(Ω)」なので、10(V)÷10(Ω)＝1(A)
電力は「電圧(V)×電流(A)」なので、10(V)×1(A)＝10(W)
発熱量(J)は「電力(W)×時間(s)」なので、10(W)×60x(s)＝600x(J)

水1gが1℃上昇するのに4.2Jの熱量が必要
水100gが1℃上昇するのに420Jの熱量が必要
水100gが5℃上昇するのに2100Jの熱量が必要

600x(J)＝2100(J)なので、
x＝2100/600
x＝21/6
x＝7/2
x＝3.5
【答】3.5分 (3分30秒)

今後も中学生に役立つ解説動画を投稿していく予定なので、よろしくお願いします。

#理科 #発熱量 #電力