2003/4/3
ジュールの計算

今日、本屋さんで立ち読みしてわかったことなんだけれども、抵抗の計算の他に、仕事の計算という物があり、電気が仕事をするカロリーやジュールを求める計算があります。
その公式もまた、ややこしく、電池につなげた抵抗の発熱量を計算するので、
ジュール=電流×電流×抵抗×時間(秒)で求められます。

ジュールの単位をJと書き、秒をtと書くそうです。しかしもう一つ、カロリーの計算はこれも並列接続の計算のようにややこしく、カロリー=0.24×電流×電流×抵抗×t(秒)になります。この0.24は、約1Jが0.24カロリーにあたるそうです。
そこで次の問題をといてみます。

お湯(100℃)をわかすために1リットルの水(20℃)をやかんに入れ消費電力600Wの電熱器にかけたとすると、時間はどれだけかかるでしょうか。

という問題で、まず水1リットル(1000cc)の温度を100℃までに上げるのに必要なカロリーは100-20=80℃上げなければならく、必要な熱量は1000cc×80℃で、80,000カロリーで、次に600Wから1秒間に発生する熱量を計算するには、熱量=電力なので、600J。

カロリーになおすと600×0.24=144カロリーになり、1リットルの水を100℃まであげるのに必要な時間は、1リットルの水を100℃までに上げるのに必要な熱量(80,000カロリー)を600Wの電熱器から1秒間に発生する熱量(144カロリー)で割れば求められます。80000÷144=566秒=9分16秒になるので、9分16秒で1リットル水(20℃)が沸くことになります。

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