高等学校理科学習指導案広島皆実高等学校１科目名物理Ⅰ ２学年第２学年３単元名熱と温度４単元の目標教諭坂本豊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熱に関する実験を熱に関する実験の熱に関する基本的関心をもち，意欲的通して，熱の本性技能を習得するとな概念や法則を理に探究しようとすを，実証的・総合的ともに，実験の過解する。る。に考察している。程，結果，考察を的確にまとめている。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。 (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・熱量保存の法則や熱量・熱量保存の法則を理解の公式（Ｑ＝mcΔt）に等の熱に関する基本的している。(実験プリンついて復習する。な概念や法則を把握さト) ・金属の比熱の測定の実せる。験方法を理解する。＜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。＜まとめ＞・実験のまとめを行う。・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）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）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， 2 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 3 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 6 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ｍ２ｇ混合前の金属の温度ｔ１ｇ混合前の水の温度ｔ２ ℃ ℃ ◎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。誤差＝教科書の値− 実験値教科書の値 １００％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（）