1cal=4.2Jなんてどうやって求めたの？

質問

たぶん実験でこの結果になるのでしょうが、どんな実験をしたらこの変換ができるのでしょうか？
例えば気体を外から力を加えて、上がった温度を計ればできるのでしょうか？そうするとcalは14.5℃の水を１℃上げるのに必要な熱量ですから、水は液体なので簡単にはいきませんよね？
加えた力のした仕事が、すべて水の温度上昇に使われるような状況なんてありえるのでしょうか？

いろいろ条件によって変わってくると思うので、どんな状況でも必ず1cal=4.2Jになるというのが納得いきません。

どなたか高校生でもわかるような説明をしていただけないでしょうか？

回答No.4

BookerL

１cal は水１ｇの暖まり具合から決められる単位です。
　１Ｊ は仕事（力×距離）から決められる単位です。

　１cal が何Ｊか、ということは、水にどれだけの仕事をすればどれだけ温度が上がるか、を測定すればいいわけです。これを直接実験で検証したのが「ジュールの実験」です。
　#3 の回答にある参考ページに実験の図解がありますね。

　他に、学校の実験レベルで １cal ＝ 4.2J を確かめる方法としては、電流を使うのもあります。

http://homepage3.nifty.com/dokuhoukutu/JIREISI3.htm

　電熱器で水を温め、どれだけの電力でどれだけ水が温まるかを測定します。１Ｗ の電力で、１秒間に１Ｊのエネルギーですから、この実験で １cal ＝ 4.2J を確かめることができます。

お礼

そういう方法もあるのですね。
わざわざありがとうございました。

回答No.3

phusike

http://www2.kutl.kyushu-u.ac.jp/seminar/MicroWorld/Part3/P31/heat.htm
水の摩擦によって散逸するエネルギーを熱に変える、
極めて優れた発想の実験です。

お礼

よくわかりました。水をかき回すと温度が上がるのですね。
ありがとうございました。

回答No.2

alpha123

末尾は間違えた。
1ジュール＝0.24カロリ
1カロリ＝4.2ジュール

これがわかりやすいかも
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AB%E3%83%AD%E3%83%AA%E3%83%BC
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B8%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%AB

補足

[J]は[N・m]で力から出てきた単位ですよね。
それに対して[cal]は熱量ですよね？
どういう実験をしたら、ちょうど力のした仕事が水の温度上昇に使われるのでしょうか？

回答No.1

alpha123

単位の言い方が変わっただけです。

古いドラマや映画では台風の時の気圧を**ミリバールといいました。いまはヘクトパスカルです。1ミリバール＝1ヘクトパスカルだから呼び方かわっただけで済んだ。
じつは台風もアジアでは共通の呼称（各国の言葉を順に使う）あるが日本は排外的だから日本語で1号2号、、。

1ccの水を1度上げるのに必要な仕事は1カロリーです。いまは教科書にcalは出てこないかな？

1cal＝0.24ジュール （まぁ1升が1.8リットルみたいなものです）
http://oshiete.eibi.co.jp/kotaeru.php3?q=424991

お礼

それはわかるのですが
実験の状況はどうなのでしょうか？