【中3理科問題】エネルギーの移り変わりの練習問題

エネルギーの移り代わりに関する問題演習を行います。どの装置によってどんなエネルギーが生じるのか確認しましょう。

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【練習問題】エネルギーの移り変わり

エネルギーの移り変わり右の図は、ガスバーナーでフラスコ内の水を沸騰させ、出てきた蒸気で羽根車を回転させ、羽根車についた糸を巻き上げて物体を持ち上げる装置である。これについて、次の各問いに答えなさい。

(1)ガスバーナーから出るガスに火をつけると炎をあげて燃える。このとき、何エネルギーが何エネルギーに移り変わっているか。

(2)蒸気で羽根車を回し、物体を持ち上げるとき、何エネルギーが何エネルギーに移り変わっているか。

(3)ガスバーナーでフラスコ内の水を加熱しているとき、あたためられた水は上の方に、まだあたためられていない水は下の方に移動しながら、水全体の温度が上昇していく。このような熱の伝わり方を何というか。

(4)次の文は、エネルギーの移り変わりについてまとめたものである。文章中の(①)には文章を、(②)にはあてはまる語句を書きなさい。

エネルギーは、さまざまな形となって移り変わっている。実験では、ガスがもつエネルギーよりも、物体が持ち上げられたことで発生するエネルギーの方が小さくなる。これは、ガスが燃えるときに出た熱エネルギーの一部が(   ①   )からである。しかし、①の熱エネルギーも含めると、ガスが持つエネルギーと、最終的に移り変わって生じたエネルギーの総和は一定で変化しない。これを( ② )という。

【解答・解説】エネルギーの移り変わり

(1)化学エネルギー熱エネルギー

ガスは燃える(化学変化する)ことで周りに熱を発します。このように化学変化で取り出すことができるエネルギーを化学エネルギーといいます。また、温度が上昇することから化学エネルギーが熱エネルギーに変換されたことがわかります。

(2)運動エネルギー位置エネルギー

蒸気によって羽根車が回転することから運動エネルギーが生じていることがわかります。この運動エネルギーで糸が巻き上げられ、物体が上昇していることから位置エネルギーが生じていることがわかります。

(3)対流

気体や液体中での熱の伝わり方を「対流」といいます。気体や液体がグルグルと循環することで熱が全体に伝わっていきます。

(4)①空気中に逃げた ②エネルギーの保存

ガスバーナーから出た熱は、水を温めることにも使われますが、空気中にもどんどん逃げていきます。エネルギーのすべての移り変わりを考えたとき、その総和が一定で変化しないことを、エネルギーの保存といいます。

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