理科教えてください

初めまして、現在中2の長閑です
理科の電気関係が苦手で、
電流、電圧の関係とオームの法則までは理解出来ますが、そこからが分かりません…

現在授業では、W（ワット）が終わり熱量を習っていますが、熱量のまとめが終わらずにテスト二週間前……。
もちろん、熱量も範囲となっています

ワークが課題なのですが、理解出来ません

発熱量、熱量、電力量の違いと、求め方。
それと、W（ワット）とはそもそもどういうことなのかを分かりやすく教えてください！

お願いします<(_ _)>

初めまして。
電気の分野についてのご質問ですね。

早速解説します。
はじめに、定義の確認を簡潔にしておきます。

●熱量(単位は［J］と表記)
エネルギーを表す指標です。
単位は［J］と表記し、読み方はジュール。
熱量=発熱量=電力量

●Ｗ ワット(単位は［W］と表記)
これは、一秒間(sec)あたりの熱量を表しています。
単位で示すと［W］＝［J/sec］


実はこの二つだけです。^^;
言葉が違うだけで、中身は一緒です。

では、中身は同じなのに何故言葉が違うのか。

電気や力学の繋がりを理解するならば、微積分を用いると分かりやすいのですが、
今の義務教育過程では、微積分を用いた物理の授業は、
一部の進学校等を除いて教わることはありません。

そのため、物理=暗記科目となってしまい、繋がりが理解し難いものになっています。

少しばかり話が逸れましたが、
熱量=発熱量=電力量出来る限り中学生でも分かるように解説しようと思います。

●熱量とは
私達は日々当たり前のようにエネルギーを使って、何かを動かしています。
例えば、電池を使って電球を光らせることや、
ガソリンを使ってエンジンを動かすこと、
太陽光を使って、家庭で使う電気を太陽光パネルで発電すること・・・etc

数を挙げればきりがありません。
しかし、"これこそがエネルギーだ"というものを見たことがありません。

なぜなら、熱量(エネルギー)とは"仕事をすることができる能力"のことを指すからです。

●仕事とは
大事な仕事についても説明しておきます。
例として、100[kg]のコンテナをクレーン車で10[m]持ち上げるとしましょう。

このコンテナを持ち上げ終えるまでに、必要な熱量（エネルギー）を"仕事"と定義しています。
つまり、持ち上げる距離［m］と質量[kg]を掛け算したものであり、単位は熱量と同じ[J]です。

計算式は、

このコンテナを10[m]持ち上げるために、10[sec]かかったとします。
一秒間あたり、クレーン車がコンテナを持ち上げる為に必要な熱量を"仕事率"と定義しています。

つまり、"仕事率"とはクレーン車が持ち上げる速度[m/sec]と質量[kg]を掛け算したものです。
単位は[J/sec]です。よく"動力"とも言われます。

よく"仕事"と"仕事率"を混同する人が多いですが、このように全く別物です。
実はワットとは、この[J/sec]を[W]に置き換えただけです。

※単位の注釈
[m]:メートル
[kg]:キログラム
[sec]:秒

●電力量とは
電池を使って電球を光らせるとき、
電気エネルギーを使って、電球のフィラメント（抵抗の一種）が発熱して光っています。

これは、電気エネルギーが熱エネルギーへと変換されています。
つまり、熱量（エネルギー）は、あらゆる形に変化することができます。

このように電力量は、あらゆるエネルギーに変化するので、
熱量と同じ"仕事がすることができる能力"を持ちます。
ですから、電力量の単位も[J]です。

また、電圧[V]と電流[A]には、次ような関係が成り立ちます。
電力（仕事率）[W]=電圧[V]×電流[A]

何故これが、仕事率なのでしょうか。
それは電圧と電流は次のように定義されているからです。

○電圧
単位電荷あたりの仕事を示す。
単位は[J/Q]、[V]に置き換えただけ。

○電流
1秒間に断面を流れる電荷の総量を示す。
単位は[Q/sec]、[A]に置き換えただけ。

注釈：
電荷とは、力学で言う"電気の重さ"です。（厳密には違います。^^;）
"電気には電気の独自の重さ"があるんだなぁという程度の解釈で結構です。
単位は[Q]です。読み方は"クーロン"。詳しくは高校物理でどうぞ。


定義より、電流と電圧の式は次のようになります。

電力（仕事率）[J/sec]=電圧[J/Q]×電流[Q/sec]

これは、先に述べたクレーン車が100[kg]のコンテナを持ち上げるのときと、
ほぼ同じ式の形をしていますね。

動力（仕事率）[J/sec]=質量[kg]×速度[m/sec]


これは偶然ではありません。
理論的に熱量(エネルギー)は保存されるからです。

●オームの法則
電圧と電流には、大事なオームの法則があります。
これは、次のように定義されます。

電圧[V]を電流[A]で割り算した時の値を抵抗値[Ω]とおく。

式で表すと、

抵抗値[Ω]=電圧[V] / 電流[A]

が定義に沿う本来正しい式です。

>>7の定義で示したように、
電圧[V]=電圧[J/Q]、電流[A]=電流[Q/sec] と表記されますので、
オームの法則の式を変形すると、

抵抗値[J*sec/(Q)^2]=電圧[J/Q] / [Q/sec]

となります。この抵抗値[J*sec/(Q)^2]という単位を、
抵抗値[Ω]と置き換えただけです。

このオームの法則と>>7に示した電力（仕事率）の二つの式を使うと、
次のようになります。

●オームの法則と電力（仕事率）の関係　その1

抵抗値[Ω]=電圧[V] / 電流[A] （オームの法則）
電力（仕事率）[W]=電圧[V]×電流[A] （電力の式）

今、抵抗値をR[Ω]、電圧をV[V]、電流をi[A]とおき、
オームの法則の式を変形すると、

V[V]=i[A] * R[Ω]

この式を電力（仕事率）の式に代入すると、

電力(仕事率)[W]=R[Ω]*(i[A])^2

※表記注釈
*：掛け算
()^2：括弧の中身を二乗する

と表すことができる。

このことから、電気回路の電力（仕事率）は、
抵抗値と電流値だけで求めることができる。

●オームの法則と電力（仕事率）の関係　その2

抵抗値[Ω]=電圧[V] / 電流[A] （オームの法則）
電力（仕事率）[W]=電圧[V]×電流[A] （電力の式）

今、抵抗値をR[Ω]、電圧をV[V]、電流をi[A]とおき、
オームの法則の式を変形すると、

i[A]=V[V] / R[Ω]

この式を電力（仕事率）の式に代入すると、

電力(仕事率)[W]=(V[V])^2 ÷ R[Ω]

※表記注釈
*：掛け算
()^2：括弧の中身を二乗する

と表すことができる。

このことから、電気回路の電力（仕事率）は、
抵抗値と電圧値だけでも求めることができる。

長々と解説しましたが、ポイントをまとめます。^^;

●熱量とは
熱量とは"仕事をすることができる能力"のこと。
単位は[J]
熱量（エネルギー）は、エネルギー保存則の許す限り、
あらゆる形に変換される。

●仕事と仕事率
物体を持ち上げ終えるまでに、必要な熱量（エネルギー）を"仕事"と定義。
単位は[J]を用いる。

一秒間あたりの物体を持ち上げる為に必要な熱量を"仕事率"と定義。
単位は[J/sec]と表記だが、[W]を用いる。

動力（仕事率）[W]=質量[kg]×速度[m/sec]（動力の式）
電力（仕事率）[W]=電圧[V]×電流[A] （電力の式）

それぞれの名前は違えども、実は一緒。
仕事率の式に任意の時間[sec]を掛け算してやると、仕事[J]を求めることができる。

仕事[J]=仕事率[J/sec]*時間[sec]

●オームの法則
抵抗値[Ω]=電圧[V] / 電流[A]

●電力とオームの法則の関係
オームの法則と電力（仕事率）の式より、次の2式が得られる

電力(仕事率)[W]=(V[V])^2 ÷ R[Ω]
電力(仕事率)[W]=R[Ω]*(i[A])^2

●熱量と発熱量と電力量と仕事
熱量（エネルギー）はもっぱら、元になる源を指すことが多い。
発熱量、電力量は、名前が違うだけで、"仕事"を示す。
つまり、どこでなにが仕事するorされるの違いを表す名前でしかない。
また、抵抗の発熱量はQ[J]、抵抗の発熱係数（仕事率）はP[W](=P[J/sec])と表記されることが多い。


以上の5ポイントを押さえれば、十分ではないでしょうか。

●あとがき（という名の落書き） ^^;

>>2-10にかけて、それなりに解説を施すために、
電気の分野に関して、少しばかり高校物理に該当しそうな事項も織り込みました。
不十分な点や分からない点があれば、ご明記下さい。

中学で習う理科は、大きな樹木の枝葉に該当する部分しか習いません。
（進学校は除くかも。。。）

政府のお役人さんは、あらゆる物理や理科の定義を教えないことで、
理科の学習を簡単にしたつもりなのでしょうが、
それがかえって、教員にも生徒にも要らぬ混乱を招いているようです。
ですから、中学で理科を嫌いになってしまう学生さんが非常に多いです。 ^^;

また、先生が勝手に教育指導法に載ってない事を生徒に教えると、
色々と咎められるようです。

是非とも良い点数を取れるように、テスト勉強頑張って下さい。

LUNATIC★さん、ありがとうございます！

お礼が遅れてすみません……<(_ _;)>
しばらく葉っぱ天国に顔を出していなかったので……

ありがとうございます
これを覚えてテストで前回の二の舞にならないように勉強します

本当にありがとうございました!!

放射能が人体に及ぼす影響について調べています…

「放射能が人体に及ぼす影響」について調べています。
ぼくは日本でいう小6です。（イギリス在住）

私も中２です！電力とか今私も習ってます！
私今週テストです。回路図から熱量、電力量の求め方がテスト範囲です。
私もオームの法則までは普通に出来たんですけど、
そこから分からなくなりました。
でも何回もワークやる内に分かるようにならました。
ここの単元は、
〜オームの法則〜
V
R=ー ←抵抗(Ω)=電圧(V)÷電流(A)
I
上の式を変形すれば電圧も電流も求められるので、
ひとつ式を覚えて置けば簡単です。
〜電気エネルギー〜
P=V×I ←電力(W)=電圧(V)×電流(A)
これも上の式を変形すれば、電流も求められます。
例えば、　　　100Vー1500Wの電流は
　　　　　　　1500W÷100V =15A
そして抵抗はオームの法則より　
　　　　　　　100V÷15A=6.6A



長すぎました。一回これできります 。
次のレスで続きを…

↑の抵抗求めるやつV
R=ー
I

続き♪
上の方で電力を求める式をやったので、
次は熱量と電力量です。
熱量の単位はジュールで記号はJです。
熱量(J)=電力(W)×時間(S) 時間は秒です。
　　　　　　　　　　　　問題で時間で出てきた時は
　　　　　　　　　　　　秒に直して計算下さい。
例えば、4.2Wの電熱線に、5分間電流を流すと消費した熱量は、
　　　　　　　5分を秒に直し…300秒
　　　　　　　　4.2W×300秒=1260J
　　 5分で消費した熱量は1260Jになります。　　　
次は電力量の求め方です。
これは熱量を求める式と同じです。
電力量の単位はジュールで記号はJです。
熱量の式と同じなので、電力量を求める式は
電力量(J)=電力(W)×時間(S) これも同じく時間は秒です。
　　電力量はJの他に、kWh、Whがあります。
こちらは秒ではなく時間です。混ざらないように気おつけて！！
例えば、1Whは1Wの電力を一時間使った時の
電力量だから、
一時間を秒に直し…3600秒。
1W×3600秒=3600J
よって1Wh=3600Jです。

中２です、理科分かりません

皆さん教科書何使ってますか？

物理は死んだね…
生物でなんとか点を取ったものの、物理がね…
ああ〜私物理部のくせに何やってるんだろ！

誰かmol質量とか何とか分かる人…www

>>22
寺子屋スレのテンプレですが、
詳しく明記して頂ければ、少しばかりの解説はできます。
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【依頼課題】
【科目】
【分からない問題】
【何が分からないか】
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3.“何が”分からないのかを“明確に”書くこと
　単に「分かりません」だけでは、誰もアドバイス出来ない

4.質問と無関係な雑談は極力避けること

5.荒らしや誹謗中傷は厳禁、マナーは守ること

6.質問する側もに答える側も共に丁寧な書き込みを心掛けること
　例：「これわかんねぇｗｗｗｗｗｗ」とか
　　　 誠意の無い書き込みは、なるたけ避ける。

皆さん、ありがとうございます
お陰で結構上位組に入れました!!

そして、またもなのですが、
【依頼課題】 テスト勉強
【科目】 理科
【分からない問題】 プラスとマイナスについてです
【何が分からないか】
電子が範囲内にあるのですが、それがマイナスになり、
電流の流れる向きとは逆、と習ったのですが完全に脳内がこんがらがっています。

回路で言うプラスとマイナス、そして電子で言うマイナスはまったくの別物なんでしょうか？
なぜ電子と電流の流れる向きが逆になるのでしょうか。
教えてください。

電子の電荷がマイナスでマイナスの電子が行く方向と逆の向きがプラスだったから。