200 mL、20℃の水を700 Wの電子レンジで1分間加熱した。
加えられたエネルギーがすべて水の加熱に使われたとき、水のおよその温度[℃]はどれか。
ただし、水の比熱は4,200 J/(kg・℃)とする。
正答4
解説
正解は4です。
電子レンジが加えた電気エネルギーがすべて熱になったと考え、水の温度上昇を求める計算問題です。
熱量は「電力×時間」、温度上昇は「熱量÷（質量×比熱）」で求めます。
【計算】
加えた熱量Q＝電力×時間＝700 W×60 s です。
Q＝42,000 J です。
水の質量は、200 mLの水なので0.2 kgです。
温度上昇ΔT＝Q÷（質量×比熱）＝42,000÷（0.2×4,200） です。
ΔT＝42,000÷840＝50℃ です。
加熱後の温度＝20℃＋50℃＝70℃ です。
【選択肢別解説】
1：× 40℃は温度上昇を20℃と計算した場合の値です。
正しい温度上昇は50℃です。
2：× 50℃は温度上昇の値そのものです。
もとの水温20℃を加える必要があります。
3：× 60℃は温度上昇を40℃と計算した場合の値です。
正しい温度上昇は50℃です。
4：○ もとの水温20℃に、温度上昇50℃を加えて70℃になります。
5：× 80℃は温度上昇を60℃と計算した場合の値です。
正しい温度上昇は50℃です。
【ポイント】
1 W＝1 J/sなので、電力に秒数を掛けると熱量（J）になります。
分を秒に直し忘れたり、mLをkgに直し忘れたりしないよう、単位をそろえてから計算しましょう。