エネルギーとエネルギー資源
このノートの問いがそのまま復習カードになり、忘れかけたころに出題されます。
学習指導要領 第 1 分野 (7) 科学技術と人間 ア (ア)「エネルギーと物質」㋐。
0. どういう論点か
エネルギーには多くの種類があり、互いに移り変わります。
移り変わっても総量は変わりません（05 のエネルギーの保存）。
ところが、使うたびに目的外の形（おもに熱）にも逃げていくので、
ほしい形で取り出せる割合＝変換効率は 100 % になりません。
発電方法の違いは、ほとんどが何のエネルギーから電気を作るかの違いです。
| 発電 | もとのエネルギー | 課題 |
|---|---|---|
| 火力 | 化学エネルギー（燃料） | 二酸化炭素を出す・燃料に限りがある |
| 水力 | 位置エネルギー（高い所の水） | ダムを造れる場所が限られる |
| 原子力 | 核エネルギー | 放射性廃棄物の処理・事故時の影響 |
| 太陽光 | 光エネルギー | 天候や時間で発電量が変わる |
引っかけの分かれ目は次の 3 つ。
- 効率が低い＝エネルギーが消えた、ではない（熱などになって逃げただけ）
- 放射は、間に物が無くても熱が伝わる（太陽の熱が宇宙を越えて届く）
- 火力発電の途中には熱エネルギーと運動エネルギーがはさまる（化学 → 熱 → 運動 → 電気）
1. エネルギーの変換と保存
根拠: 学習指導要領 1-(7)-ア-㋐
エネルギーの種類を 5 つ挙げよ。
電気・熱・光・音・運動・位置・化学・核エネルギーなど
次の器具は、何エネルギーを何エネルギーに変換しているか。光電池・発電機・電熱線。
光電池＝光 → 電気
発電機＝運動 → 電気
電熱線＝電気 → 熱
エネルギーが移り変わるとき、総量はどうなるか？
変わらない（エネルギーの保存）
変換効率とは何か？
消費したエネルギーのうち、目的のエネルギーとして利用できた割合
残りは、おもに熱として逃げている。
同じ明るさなら、白熱電球より LED 電球のほうが消費電力が小さいのはなぜか？
LED のほうが、電気エネルギーを光に変える効率が高いから
白熱電球は、電気エネルギーの多くが熱になって逃げる。
2. 熱の伝わり方
根拠: 学習指導要領 1-(7)-ア-㋐
熱の伝わり方を 3 つ挙げよ。
伝導・対流・放射
伝導とは何か。例を 1 つ挙げよ。
触れている物体の間を、熱が直接伝わること
例: 熱いなべの取っ手が熱くなる。
対流とは何か。例を 1 つ挙げよ。
あたためられた液体や気体そのものが動いて、熱が運ばれること
例: 部屋の暖かい空気が上に、冷たい空気が下にたまる。
放射とは何か。例を 1 つ挙げよ。
熱が光などの形で伝わること。間に物が無くても伝わる
例: 太陽の熱が宇宙空間を越えて地球に届く。たき火に当たると暖かい。
3. 発電とエネルギー資源
根拠: 学習指導要領 1-(7)-ア-㋐
火力発電では、エネルギーはどう移り変わるか？
化学エネルギー → 熱エネルギー → 運動エネルギー → 電気エネルギー
燃料を燃やして水蒸気をつくり、タービンを回して発電機を動かす。
水力発電では、何のエネルギーを電気に変えているか？
高い所にある水の位置エネルギー
水が落ちる運動エネルギーでタービンを回す。
化石燃料とは何か。その問題点を 2 つ挙げよ。
石油・石炭・天然ガスなど、大昔の生物の遺骸が変化してできた燃料
問題点＝量に限りがある・燃やすと二酸化炭素を出す
再生可能エネルギーとは何か。例を 3 つ挙げよ。
使っても自然の中でくり返し補われ、枯渇しないエネルギー
例: 太陽光・風力・地熱・水力・バイオマス。
放射線が人体に与える影響の大きさを表す単位と、放射性物質が放射線を出す能力の大きさを表す単位は？
影響の大きさ＝シーベルト〔Sv〕
出す能力の大きさ＝ベクレル〔Bq〕
自然界にも放射線はあり、私たちはふだんから少しずつ受けている（自然放射線）。