No.2ベストアンサー
- 回答日時:
たとえ話で説明します。
ここにナベいっぱいの水があるとしましょう。
この水をガスコンロで温めます。
温める前の水は室温と同じ25℃だとします。
『水が何度になるか』ということと『どれだけのガスを使ったか』の関係を調べてみます。
使ったガスの量は家の外にあるガスメーターで調べます。
ガスの量は『体積』、つまり『立法メートル』で表示されます。
使ったガスの量が水に加えた『熱の量』です。
だから、実験を始める前にガスメータの表示を記録しておきます。
では、コンロに火をつけて水が50℃になったときにガスメータの表示を調べてみましょう。
その時のメーターの表示から、実験を始めた時の表示値を引けば、使ったガスの量がわかります。
仮に、それが1立方メートルだとします。
その場合、ナベいっぱいの水を25℃から50℃まで温度を上げるのに、1立方メートルのガスを燃やす必要があったという事になります。
25℃温度を上げるのに1立方メートルのガスが必要だったという事です。
では、さらに75℃になるまで温めてみましょう。
50℃から75℃までですから、この場合も25℃温度を上げることになります。
やってみればわかりますが、この場合もさっきと同じ1立方メートルです。
同じ量の水の温度を、同じだけ上げるには、同じ量のガスが必要と言うわけです。
最初の25℃の時から見れば2立方メートル使ったことになります。
次に、さらに沸騰するまで温めてみましょう。
沸騰とは水を100℃にすることです。
75℃から100℃ですから、この場合も25℃だけ温度を上げるわけです。
もうお分かりと思いますが、この場合に使うガスの量も1立方メートルです。
なぜなら、同じ量の水を同じだけの温度あたためるからです。
最初の25℃の時から見れば3立方メートル使ったことになります。
まとめてみましょう。
ナベいっぱいの25℃の水を25℃上げるには1立方メートルのガス。
2倍の50℃上げて75℃までにするには2倍の2立方メートル。
3倍の75℃上げて100℃にするには3倍の3立方メートル。
つまり、上げる温度とそれに必要なガスの量は比例しています。
この『同じ量の水』を『重さ』で表現すると、ちょっと難しい表現かもしれませんが『同じ質量の水』となります。
『質量』ということばは『重さ』を意味しています。
また、『熱の量』はその熱のもととなったガスの量です。
なので、それを使えば、ここの説明から『同じ量の水なら、水の温度は加えた熱量に比例する』となります。
あなたの質問にあった「水の質量が一定ならば,水温の上昇は加えた熱の量(熱量)に比例する」とはこのことです
ここでは熱量をガスの量で説明しましたが、電気の世界で発生させる熱の量は電流に関係しています。
しかし、何から発生したものでも熱は熱、おなじものです。
なので、その熱量と水の温度上昇が比例することに変わりはありません。
No.1
- 回答日時:
単純に「ガンガン温めるほど水温が上がる」と言う常識的な事では? もっとも「比例する」と言えるためには「どのくらいの熱量を加えたらどのくらい温度が上がるか」を調べないといけないわけですが、言葉の意味としては概ね先に書いた通りでいいはずです。
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