公式 | Dr.あゆみの物理教室

『熱力学第1法則』のポイントの一つが、「熱の一部を仕事に変えることができる」ということでしたね。
この発見が、人間の生活を大きく発展させたのです。

熱が生み出す仕事は、人間に比べて圧倒的なパワーがあったのですね。
ですから、科学者たちは熱を仕事に変える装置である『熱機関(ねつきかん)』の技術を懸命に研究・開発しました。

そのおかげで、人間が重労働をしなくても、重い物を運んだりたくさんの製品を作ったりできるようになったわけですね。

分かりやすい例が、歴史の授業で出てきますよ。
18世紀後半に起こった産業革命です。

さて、産業革命と言えば必ず出てくる装置がありませんか？

そう、「蒸気機関」です。
石炭を燃やした熱で発生した蒸気を使ってものを動かす蒸気機関は、『熱機関』の一つなんですよ。

身の周りにある代表的な熱機関を挙げてみましょうか。

などがありますよ。

熱機関のおかげで快適な生活ができていることが良く分かりますね。

では、生活に欠かせない熱機関の仕組みについて、詳しく見ていきましょう。

夏の暑～い日、海に行って泳ぎたくなりますね。
さあ海に入ろう！と砂浜を歩き始めると、
「うわ、足の裏が熱い！」
と走って海に飛び込みます。
「あれ、海は砂浜みたいに熱くなくて気持ちいいな」

不思議だと思いませんか？
砂浜も海も同じように日差しを受けていたのに、
砂浜は熱く、海はぬるくて気持ちいいなんて。

次は、金属製のお鍋に水を入れて火にかけてみましょう。
お鍋はすぐに触れないくらい熱くなるのに、水が温まるには時間がかかりますね。

みなさん、体感的に知っているはずです。
物には、温まりやすいものとそうでないものがあります。
物によって温まりやすさが違うのですね。

「物の温まりやすさを数値化したら、物同士の特徴を比べられて便利だろうな」
と昔の科学者たちは考えました。

そこで、『熱容量(ねつようりょう)』と『比熱(ひねつ)』という量を使って、物の温まりやすさを数値的に表すことにしました。

…といきなり言われても、なかなかピンときませんよね。

「熱容量と比熱って何で2種類あるんだろう？物の温まりやすさだから、『熱』が関係するのは分かるけど…」と思いませんか？

では、『熱』ってそもそも何だっけ？という基本的なところから、『熱容量』と『比熱』についてひも解いていきましょう。

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