Physics
高中
已解決
⑶がよく分かりません。初めの実験では棒が傾いてますがそれは考慮しなくていいんですか？
思考
129 与えられた実験結果から新たな結果を予想する
長さ、太さが同じで種類の異なる金属棒2本を接着し、接着点から等距離のところに
同じようにろうそくを1本ずつ接着する。ここへ熱が伝わると、ろうそく下部がとけ
ろうそくが倒れる。以下は、金属棒の接着点を加熱したときの様子と、先に倒れたろう
そく (結果)を示している。 図のように, 金属棒を傾けて実験を行った。
銅
鉄
銅の上にあるろうそくが
先に倒れる
銅
アルミニウム OT
鉄
アルミニウム
アルミニウムの上にあるろうそくが
先に倒れる
its
メ (1) 同じ種類の金属棒2本を接着して実験をした場合、先にろうそくが倒れるのはどち
ら側だと考えられるか。
①上側
②下側
③両側ほぼ同時
X (2) 金属棒を水平にしたときと傾けたときとでろうそくへの熱の伝わり方に違いが生じ
る理由として適切なものを1つ選べ。
鉄の上にあるろうそくが
先に倒れる
① 金属棒を傾けると, 熱伝導が起こりやすくなるから。
② 熱放射は上側に向かってのほうが起こりやすいから。
③ 空気中の対流によって熱が伝わるから。
(3) 実験の結果をもとに,次のように金属棒を水平にして実験する場合を考える。この
とき,先にろうそくが倒れるのはどちらか,それぞれ予想せよ。
アルミニウムウ
ウ アルミニウム 立
アルミニウム
(4) ここまでの実験結果から,次のような場合にどのような結果が得られるか考える。
このとき,先にろうそくが倒れるのはどちらか,それぞれ予想せよ。
1995
MOS
鉄
アルミニウム
A
B
A
思考力を磨く
29 (1) (1) (2) ③ (3) (4) (解説を参照)
■指針与えられた実験結果を正しく考察することで、新たな未知の)
実験結果を予想することができる。
解説 (1) 3つの実験結果を結果 1 2,3とする。
まず,結果1と2から, 鉄よりアルミニウムのほうが熱を伝
えやすいことがわかる。 ところが、 結果3では鉄のほうが先
にろうそくが倒れている。 このことから,上側①にある金属
棒のほうがろうそくが倒れやすくなることがわかる。
(2) 熱伝導による熱の伝わりやすさは金属の種類によって決ま
り,金属棒が傾いているかどうかには関係ない。よって, ①
は適切とは考えられない。
また,熱放射による熱の伝わりやすさは熱源(今回は炎) から
の距離によって決まるので, 金属棒を傾けたことは関係ない。
よって②も不適である。
金属棒を傾けることで熱の伝わり方が変わった理由としては
空気中の熱対流 ③ が考えられる。炎の周りの空気は熱せられ
熱せられた空気は密度が小さくなるので上昇していく。 その
ため,上側のほうが熱が伝わりやすくなるのである。
(3) (1)で確認した通り, 結果1と2から熱の伝わりやすさは
アルミニウム>鉄
であることがわかる。 さらに, 結果1と3を比べると熱の伝
わりやすさは
銅> アルミニウム
であることもわかる。 以上を整理すると、熱の伝わりやすさ
は
66
銅>アルミニウム> 鉄
であることがわかるので,次のように予想できる。
銅
鉄
銅
第Ⅱ部 熱
GL
アルミニウム
鉄
→銅の上のろうそくが先に倒れる
→銅の上のろうそくが先に倒れる
→アルミニウムの上のろうそくが
先に倒れる
アルミニウム
(4) 銅は鉄やアルミニウムより熱を伝えやすい。 さらに,上側
のほうが熱が伝わりやすい。
同様に,アルミニウムは鉄より熱を伝えやすく, 上側のほう
が熱が伝わりやすい。
以上のことから,次のような結果を予想できる。
物基AP130
129(2) 赤外線によって
を伝えるのが「熱放射で
る。 赤外線の伝わりやす
は(上下)方向には無関係
ある。
密良川
1.80~
スカスカ
軽くて
堺
ギュウギ
$1
て
鉄立
アルミニウム
鉄立
銅
→銅の上のろうそくが先に倒れる
アルミニウム
銅の上のろうそくが先に倒れる
→アルミニウムの上のろうそくが
先に倒れる
解答
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