固体液体の熱力学⑤（ジュールの実験）

１．導入（演示実験）

ここまで物体間で伝わる熱を考えてきました。

ここで，この魔法瓶に水が100g入っています。いまは24.5℃です。これにふたをしてシェイクしたら温度は上がると思いますか？変わりませんか？

では手を挙げてください。ちなみに，魔法瓶は手で握ってもなかに熱は伝わりません。
ア．上昇する→27人
イ．変わらない→10人
ウ．下がる→1人

では，実際にやってみましょう。一人20回ずつ振って回していってください。
→測定すると，26.1℃になりました！

２．ジュールの実験

その昔，熱とエネルギーとは別物と考えられていました。ですから，熱には[cal]（カロリー），エネルギーには[J]（ジュール）という別々の単位があてがわれていました。

1847年にジュールは，水を入れた容器のなかに羽根車を取り付け，おもりをその羽根車の回転軸にとりつけて，おもりを落下させることで羽根車を回す装置を考えました。その装置でおもりを落下させる（＝力学的な仕事をする）ことで，水の温度が上昇する（熱が発生する）ことを突き止めました。

つまり，熱とエネルギーとは別物ではなく，熱はエネルギーの一種であると結論づけました。

よって，単位も同じものが使えるはずで，
　　　1[cal]＝4.2[J]

であるとしました。

３．問題演習

センター試験の過去問を解きました。

４．まとめ

物理はこのように違ったものを１つのものに統合していくという流れがあります。例えば，アインシュタインは質量はエネルギーの一種であると結論づけています。次回は比熱の実験を行って，固体液体の熱力学は終了です。

授業を終えて。。。
シェイクする実験は盛り上がるときは盛り上がる。盛り上がらないときは･･･話し方が悪いのだろうか？