さまざまなエネルギーとその変換(エネルギー変換の効率) 

【観察,実験の内容】

電気がエネルギーをもつこと,化学変化には熱の出入りが伴うこと,運動エネルギーと位置エネルギーが相互に移り変わること,化学エネルギーが電気エネルギーに変換されることなどの学習と関連を図りながらエネルギー変換に関する観察,実験を行う。

【ねらい】

日常生活や社会では様々なエネルギーを変換して利用していることを,エネルギーの保存や利用する際のエネルギーの効率と関連させながら理解させる。

エネルギーの変換では,エネルギーの総量は保存しながらも,エネルギーの一部が利用目的以外のエネルギーとなり,はじめのエネルギーをすべて有効に利用できるわけではないことを理解させ,エネルギーの利用効率を高めることが重要であることを認識させる。

【授業展開のポイント】

@ 模型用のモーターを発電機として利用し,様々な方法で軸を回転させて発電させたり,太陽電池(光電池)に光を当てて発電させたりして,その電気で光や音,熱などを発生させる実験を行い,それぞれの現象をエネルギーの変換という視点からとらえさせ,日常生活や社会ではエネルギーを適宜変換して利用していることを理解させる。

A 様々な形態のエネルギーが相互に変換されることや,変換の前後でエネルギーの総量は保存されることを理解させる。

B 回転しているモーターでは温度が上昇することを扱い,電気エネルギーがすべて運動エネルギーに変わるのではなく一部が熱エネルギーになること,また,照明装置として白熱電球,蛍光灯,発光ダイオードなどで電気のエネルギーを光に変換する際,照明装置の種類によって効率が異なることを理解させる。

C 熱の伝わり方には,伝導や対流,放射があることを理解させる。放射については,例えば,熱い物体に手を近づけると触らなくても熱く感じることなど,具体的な体験と関連させながら,熱が放射により伝わることを理解させる。

 

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