算数・物理の問題

質問

最近ふと考えたのですが、50℃のお湯に50℃のお湯を加えても100℃にはなりませんよね（あたりまえですが）。この当たり前のことを数学的もしくは物理学的にどのように説明（もしくは証明）できるのでしょうか？今すぐ必要なわけではないのですが、できれば小学生にもわかりやすいような説明をどなたか示していただけませんか？

回答No.5

noname#108554 · ベストアンサー

小学生にも分かりやすいかどうかは分かりませんが
物理量には示量変数と示強変数があります。

示量変数はものを増やせばそれに応じて増えるもの
ものの大きさを示す。
エネルギー・体積・質量など

示強変数はものを増やしても増えないもの
そのものの性質をあらわす。
温度・圧力・密度など

性質は足せないでしょう？

お礼

解かりやすいお答えありがとうございました！示量変数と示強変数という言葉をはじめて聞きましたが、これなら解かりやすく説明できそうです！性質は足せない。これがミソですね。

回答No.4

gongqi

数と数の関係を示すものが数学ですから、数学的には50℃＋50℃＝100℃で正しいのでは？（笑）
　物理学は絶対温度Ｋで考えますので、(50+273.15)Ｋ＋(50+273.15)Ｋ≠(100+273.15)Ｋで、ここでは数学的にも正しくありません。（さらに余談）
　(50+273.15)Ｋの水ｍｇを(100+273.15)Ｋに上げるには比熱をｃとして、Ｑ＝50ｍｃの熱量が必要です。この熱量を同量の水で与えようとするとその温度は(100+50+273.15)Ｋでなければなりません。水は150℃１気圧では液体の状態を取れません。１気圧のもとで100℃にするためには水ではなく水蒸気を混ぜる事になるでしょう。（これは数学的にも物理的にも正しいですが、小学生には難しいかも）
　ですから、説明は逆説的に行うのがわかりやすいかも知れませんね。50℃の水槽に仕切り板をして、仕切り板の両側で温度は違うでしょうか。そのあと仕切り板を取り除いて、温度は何度になるでしょうか。これで理解できると思いますが、50℃はかなり熱いので40℃くらいで実験するのが良いと思います。

お礼

ありがとうございます。思考回路が中学・高校生の頃にタイムスリップした思いでした(笑）。

回答No.3

88a4

同じ濃さの砂糖水を作って混ぜてみましょう。
甘さが変わるでしょうか？
変わりませんね。
違う濃さの砂糖水を混ぜると、前と甘さが変わりますね。
同じ温度のお湯を混ぜた場合も似たようなものと考えられませんか？砂糖の変わりに「熱のもと」が入っていて、その濃さが変わらないと温度は変わらない。温度（熱の濃さ）を変えるためには、違う温度（熱の濃さ）のお湯や冷水を混ぜる。または、直接熱のもとを加える（加熱）あるいは熱のもとを取り去る（放熱、冷却）するしかないのです。

回答No.2

ymmasayan

５０℃のお風呂を考えます。真中に仕切りを入れます。
温度は変わらず５０℃ですね。

次に、からのお風呂に仕切りを入れて両側に先ほどと同じ５０℃のお湯を同量入れます。
これはさっきの状態と同じですね。

ここで仕切りをとれば５０℃になるのは明らかですね。

回答No.1

MetalRack

お湯は、たすと量が増えます。
温度をたすと言う発想が間違えです。
赤い絵の具に、赤い絵の具を足したとしても、倍の赤くならないのと同じです。
量は増えるが、ものの性質は変わらないと言うことです。
要するに、足すという行為は量は増やすが、性質を変えるものではないからという説明でどうでしょうか。

お礼

お答えありがとうございます。量と性質という、別の次元の問題と捉えれば難しく考えなくてよかったんですね。