センター 2015物理基礎追試第１問 問２「エネルギーと電力」
センター試験の問題で「物理」を学ぼう！物理が苦手な文子
エネルギー変換の問題ね。落ち着いてゆっくり考えればできそうな気がするわ。
物理が得意な秀樹
そうだね。順番に図を描いていけば大丈夫かな。まず太陽エネルギーの10%が電気エネルギーになるんだね。
物理が苦手な文子
次は、入射する太陽光のエネルギーが1m2あたり毎秒1kJのとき、500Wの電力が得られたのね。
物理が得意な秀樹
そうだね。きちんと読めば分かると思うんだけど、500Wっていうのはこの太陽電池で得られた電力ね。この値から太陽電池の面積を求めようっていうことだね。
物理が苦手な文子
ちょっとややこしいんだけど、この500Wって得られた「電力」だから、「電気エネルギー」ではないのよね。「電力」と「電気エネルギー」って何が違うの？
物理が得意な秀樹
「電力」の単位はW（ワット）なんだけど、このWっていう単位は力学の分野にも出てこなかった？
物理が苦手な文子
確か、仕事率の単位ね。
物理が得意な秀樹
そうそう。仕事率ってどうやって求めるか覚えてる？ついでに、それぞれ単位も分かる？
物理が苦手な文子
仕事率は、仕事÷時間よね。
物理が得意な秀樹
そうすると、単位WはJ/sと同じだね。つまり、「W=J/s」だ。
物理が苦手な文子
Jっていう単位は、仕事でもあるし、エネルギーでもあるのよね。
物理が得意な秀樹
そうだね。だから、問題の文章を言い換えると、
物理が得意な秀樹
っていうことだね。
物理が苦手な文子
この太陽電池が作り出した電気エネルギーは毎秒500Jだから、太陽電池が受けた太陽光のエネルギーはその10倍の5000J/s、つまり5kJ/sね。
物理が得意な秀樹
この太陽電池は受け取った太陽光のエネルギーの10%を電気エネルギーに変換しているからね。
物理が苦手な文子
ということは、1m2あたり1kJ/sの太陽光のエネルギーが入射しているんだから、答えは5m2ね。
物理が得意な秀樹
正解！答えは④だね。
