高等学校理科学習指導案 広島皆実高等学校 教諭 坂本 豊 １ 科目名 物理Ⅰ ２ 学 年 第２学年 ３ 単元名 熱と温度 ４ 単元の目標 熱に関する現象を観察，実験を通して探究し，熱に関する基本的な概念や法則を理解 させ，熱についての基礎的な見方や考え方を身に付けさせる。 ５ 指導計画 (1) 温度（１時間） (2) 熱平衡（１時間） (3) 熱量と熱容量（１時間） (4) 比熱 ・ 熱量保存の法則（１時間） ・ 比熱の測定の実験（本時） (5) 熱と分子運動 (6) 熱の伝わり方 ６ 単元の評価規準 ７ 本時の展開 (1) 本時の目標 ○ 比熱の測定の実験を通して，熱に対する興味・関心を高める。 ○ 比熱の測定の実験を通して，熱に関する基本的な概念を基に，熱の本性を，実証 的・総合的に考察させる。 ○ 実験の技能を習得させ，その過程や結果及び実験の考察を的確にまとめさせる。 関心・意欲・態度 思考・判断 技能・表現 知識・理解 熱 に 関 す る 現 象 に 関心をもち，意欲的 に 探 究 し よ う と す る。 熱 に 関 す る 実 験 を 通 し て ， 熱 の 本 性 を，実証的・総合的 に考察している。 熱 に 関 す る 実 験 の 技 能 を 習 得 す る と と も に ， 実 験 の 過 程，結果，考察を的 確にまとめている。 熱 に 関 す る 基 本 的 な 概 念 や 法 則 を 理 解する。
(2) 本時の学習指導案 学 習 活 動 指導上の留意点 評価規準（評価方法） ＜導入＞ ・ 熱量 保 存 の法 則 ， 熱量 の公式（Ｑ＝mcΔt）に ついて復習する。 ・ 金属 の 比 熱の 測 定 の実 験方法を理解する。 ・ 熱量 保 存 の法 則 や 熱量 等の 熱 に 関す る 基 本的 な概 念 や 法則 を 把 握さ せる。 ・ 熱量 保 存 の法 則 を 理解 している。(実験プリン ト) ＜展開＞ 1. 金属 の 質 量を 測 定 した 後， 金 属 をな べ の 中に 入れ て ， 金属 を し ばら く入 れ た まま に し てお く。 2. 容器 の 中 の水 の 質 量を 測定 し ， 水の 温 度 を測 定する。 3. なべ の 湯 の温 度 を 測定 し， 金 属 を容 器 の 水の 中に静かに入れる。 4. 容器 に ふ たを し て ，水 の温度の測定を 30 秒毎 に行い，グラフ化する。 5. 熱平 衡 に なっ た と きの 温度を求める。 6. 水の 得 た 熱量 を 計 算す る。 7. 熱量 保 存 の法 則 か ら， 金属の比熱を求める。 8. 真の 比 熱 の値 か ら ，誤 差を求める。 9. 誤差 の 原 因に つ い て考 察する。 ・ 金属 は ， 熱平 衡 に 達す る必 要 が ある た め ，な べに し ば らく 入 れ たま まにさせておく。 ・ やけどに注意させる。 ・ 温度 計 の 目盛 り の 読み 方を 注 意 させ る 。 （最 小目盛りの 1/10 まで読 ませる。） ・ 温度 と 熱 の関 係 に つい て考察させる。 ・ 金属 の 比 熱の 求 め 方に ついて説明する。 ・ 誤 差 に つ い て 説 明 す る。 ・ 外部 と 断 熱さ れ て いな い場 合 の 熱量 保 存 の法 則 に つ い て 考 察 さ せ る。 ・ 意欲 的 に 実験 を 行 って いる。(行動観察) ・ 実験 方 法 が理 解 で きて おり ， 正 しく 実 験 操作 が行っている。(行動観 察) ・ 水が 得 た 熱量 の 計 算が できている。(実験プリ ント) ・ 熱量 保 存 の法 則 か ら， 比熱 の 計 算が で き てい る。（実験プリント） ＜まとめ＞ ・ 実験のまとめを行う。 ・ 物質 に よ り比 熱 が 異な るこ と か ら， 比 熱 の値 より そ の 物質 が 何 であ るか を 予 想で き る こと を説明する。 ・ 次時は「熱と分子運動」 を学 習 す るこ と を 予告 する。 ・ 実験 の 過 程や 結 果 及び 実験 の 考 察を 的 確 にま と め て い る 。（ 実 験 プ リント）
2 3 6 実験プリント 【 比熱の測定 】 目的 金 属 の比 熱を 測定 す る。 原理 高 温 の物 体Ａ … … 銅 ，鉄 ， アル ミニ ウム 低 温 の物 体Ｂ … … 水 Ｂ の中 に Ａを 入れ しば ら く時 間が た ち熱 平衡 にな る と， （ Ａが 失 った ）熱 量 ＝ （ Ｂ が もら った ） 熱 量 いう 関係 式 が成 り立 つ。 『高 温の 物 体が 失っ た熱 量 と低 温の 物 体が 得た 熱量 が 等し い』こと を（ ）の 法則 とい う。 ここ でＡ と Ｂの 比 熱， 質量 ，混 合 前の 温度 を それ ぞれ ｃ１〔Ｊ /g･Ｋ〕，ｍ１〔g〕， t１〔 ℃〕 とｃ２〔 Ｊ/g･Ｋ〕， ｍ２〔 g〕，t２〔℃ 〕と す る。（ ｔ１＞ｔ２） 混合 後の 温 度が ｔ〔 ℃〕 で 熱平 衡に な った とす ると 次 式が 成り 立 つ。 Ａが 失っ た 熱量 Ｂが もら っ た熱 量 Ｑ１＝ 〔Ｊ 〕 Ｑ２＝ 〔 Ｊ〕 上の 法則 よ り， 金属 の比 熱 を求 める こ とが でき る。 準備 か き 氷(カ ッ プめ ん)の容 器， ふ た， 金属 の試 料 （銅 ，鉄 ， アル ミニ ウム から 1 つ） 温度 計（ 50℃）， 糸 ，水 ，計 算機 ， 班･･･ス トッ プウ ォ ッチ ， 全体 … なべ ，温 度計 （100℃ ）， 湯 ，電 子天 秤 方法 １． なべ に 湯を 入れ 加熱 す る。 温度 計 （100℃ ）を 入れ てお く 。 ２． 金属 の 質量 ｍ１(測定 済 み)を 記 入し ，金 属 をな べの 湯の 中 に入 れて しば らく 加 熱す る。 ３． 容器 の 中の 水の 質量 ｍ２を電 子 天秤 で測 定 する 。 ４． しば ら く時 間が たっ て から ，容 器 の中 の水 の温 度 ｔ２を 測 定す る。 ５． 金属 を 取り 出す 時の な べの 湯の 温 度ｔ１を 測定 する 。金 属 を湯 から すば やく 取 り出 して ，静 か に容 器の 中 に入 れる 。（ １度 しっ か り湯 を 切り ，容 器 の中 の水 がは ね ない よう に 入れ るこ と。） ６． 容器 に ふた をし て水 の 温度 の測 定 を始 める 。時 間 係が 30 秒毎 に合 図 を し ， 水 の 温 度 を 測 定 し 記 録 す る 。 金 属 を ゆ っ く り 動 か し か き 混 ぜる 。温 度 が下 がり 始め る まで 測定 す る。 記録 金 属 名（ ） 金属 の質 量 ｍ１ 水の 質量 ｍ２ 混合 前の 金 属の 温度 ｔ１ 混合 前の 水 の温 度ｔ２ ｇ ｇ ℃ ℃ ◎混 合後 の 時間 と水 の温 度 の測 定 時間 ０ 0′30″ 1′00″ 1′30″ 2′00″ 2′30″ 3′00″ 3′30″ 4′00″ 4′30″ 水温〔℃〕 ｔ２ 5′00″ 5′30″ 6′00″ 6′30″ 7′00″ 7′30″ 8′00″ 8′30″ 9′00″ 9′30″ 10′00″
整理 １． 水の 温 度変 化を グラ フ にす る。 ２．グラ フ より 熱平 衡 とな った とき の 温 度ｔ〔 ℃ 〕 を 求 め ， 水 の 比 熱 を 4.19〔 Ｊ/g･Ｋ 〕と して ，次 の値 を 計 算 し な さ い 。（ 計 算 式 を 書 く こ と。） ① ｔ＝ ℃ ② 水の 温 度変 化 金属 の温 度 変化 ℃ ℃ ③ 水の も らっ た熱 量Ｑ２〔 Ｊ〕 水の もら っ た熱 量Ｑ２＝ 〔Ｊ 〕 ３． 金属 の 比熱 ｃ１〔Ｊ/g･Ｋ〕 を求 めな さ い。 ｃ１＝ 〔 Ｊ/g･Ｋ 〕 ４． 教科 書 の値 を使 って 誤 差を 計算 し なさ い。 １００ ％ 教科書の値 教科書の値− 実験値 誤差＝ 考察 ☆ 実際 に は，温度 計 にも 熱が 逃げ る 。こ の 場合 ，求 め た比 熱は ，正し い値 よ り大 きく な るか 小さ くな る か。 理由 をつ け て答 えな さ い。 感想 ・反 省 ・気 づき （ ）年( )Ｈ ( )番 ( )班 名前（ ）
