僕がパソコンでやったアマチュア無線の問題の中にはこういう難しいのがあります。 ( 物理学 ) - JH1VDMのブログ

2級の問題の古いバージョンにはこの様な問題があるらしいです。其れをパソコンでお勉強している方はぜひ覚えてみてくださいね。得しますよ。特に、今年の12月期の2級の試験に出る方は。

電熱線に電流を流すと電熱線は発熱します。電気ストーブやオーブントースターなど、熱を発生する電気器具はこの熱を利用しています。

ジュールの法則

電熱線に電圧E（V）を加え、I（A）の電流を ｔ（秒）流したときの発生する熱エネルギー（J）は

ジュールの法則

発生する熱エネルギー（J）＝電圧E（V）×電流 I（A）×時間ｔ（秒）
　　　　　　または
発生する熱エネルギー（J）＝電力P（W）×時間ｔ（秒）　　（P＝E×I より）

エネルギーをJ（ジュール）で表しても具体的によくわからないときは、以前のように熱量の単位にカロリー（cal）を使ってみるのもいいですね。

カロリーを使ったジュールの法則

電熱線に電圧E（V）を加え、I（A）の電流を ｔ（秒）流したときの発熱量Q（cal）は

ジュールの法則

発熱量Q（cal）＝0.24×電圧E（V）×電流 I（A）×時間ｔ（秒）
　　　　　　または
発熱量Q（cal）＝0.24×電力P（W）×時間ｔ（秒）　　（P＝E×I より）

上のジュールの法則を、１cal＝4.2Jで換算しただけの公式です。
この公式を覚えておけば、発熱量を求める計算ができます。単位に気をつけ、さっそく使ってみましょう。

【例題４】500Wの電熱線に電流を10秒流したときの発熱量は何calか。

ジュールの法則に、電力P＝500（W）、時間ｔ＝10（秒）を入れると、

Q（cal）＝0.24×P（W）×ｔ（秒）＝0.24×500（W)×10（秒）＝1200（cal）　答えは1200cal

【例題５】20Ωの電熱線に1.5Aの電流を2分間流したときの発熱量は何calか。

まず、オームの法則で電圧を求めましょう。　電圧E（V）＝R（Ω）×I（A）＝20（Ω）×1.5（A）＝30（V）

ジュールの法則に電圧E＝30（V）、電流 I＝1.5（A）、時間ｔ＝60×2＝120（秒）を入れると、

Q（cal）＝0.24×E（V）×I（A）× t（秒）＝0.24×30（V）×1.5（A）×120（秒）＝1296（cal）　答えは1296cal

【例題６】電熱線に電流を5分流したら発熱量は14400calだった。電熱線の電力は何Wか。

ジュールの法則の公式　Q（cal）＝0.24×P（W）× t（秒）で、
Q＝14400（cal）、P＝χ（W）、ｔ＝５×60（秒）を代入して方程式をつくりましょう。

14400（cal）＝0.24×χ（W）×300（秒）　　　※300（秒）＝5×60（秒）

これを解くと、　72χ＝14400　　χ＝200　　　答えは200W