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小テスト ／ s3-08

自然と人間・科学技術（エネルギー資源）

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自然と人間・科学技術（エネルギー資源） ── 問題

基礎

  1. ある電球に 1000 J の電気エネルギーを与えたところ、光エネルギーに変わったのは 50 J で、残りは熱になった。この電球の光へのエネルギー変換効率は何 % ですか。
  2. 水力発電でのエネルギーの移り変わりとして正しいものはどれですか。　（ア 化学エネルギー → 熱エネルギー → 運動エネルギー → 電気エネルギー　イ 光エネルギー → 電気エネルギー　ウ 核エネルギー → 熱エネルギー → 運動エネルギー → 電気エネルギー　エ 位置エネルギー → 運動エネルギー → 電気エネルギー）
  3. なべの水が下からあたたまって全体が熱くなるは、熱の伝わり方のうちどれですか。　（ア 放射　イ 対流　ウ 蒸発　エ 伝導）
  4. 再生可能エネルギーにあたらないものはどれですか。　（ア 石油（火力）　イ 風力　ウ 地熱　エ 太陽光）
  5. 火力発電の主な課題はどれですか。　（ア 二酸化炭素を出し、化石燃料に限りがある　イ 天候によって発電量が変わる　ウ ダム建設で環境が変わる　エ 放射性廃棄物が出る）
  6. エネルギーの変換で、目的のエネルギーに変わらなかった分は主に何になりますか。　（ア 化学エネルギー　イ 位置エネルギー　ウ 消えてなくなる　エ 熱エネルギー）

標準

  1. 質量 20 kg の水を 4 m の高さから落として発電機を回したところ、640 J の電気エネルギーが得られた。位置エネルギーから電気エネルギーへの変換効率は何 % ですか。1 kg の物体にはたらく重力を 10 N とする。
  2. バイオマス発電が「二酸化炭素の排出が差し引きゼロ」とされる理由はどれですか。　（ア 燃やしても二酸化炭素が出ないから　イ 二酸化炭素を地中に埋めるから　ウ 燃やして出る二酸化炭素は、もとの植物が成長するときに吸収したものだから　エ 燃料を使わないから）
  3. 太陽光発電や風力発電の共通の課題はどれですか。　（ア 燃料に限りがある　イ 天候や時間帯によって発電量が変わり、安定しない　ウ 放射線が出る　エ 二酸化炭素を多く出す）
  4. 火力発電や原子力発電で、タービンを回しているものはどれですか。　（ア 高温・高圧の水蒸気　イ 燃料そのもの　ウ 風　エ 落ちてくる水）
  5. ハザードマップとは何ですか。　（ア 天気図の一種　イ 観光地を示した地図　ウ 自然災害の被害が予想される範囲や避難場所を示した地図　エ 地層の重なりを示した図）
  6. プラスチックの性質として誤っているものはどれですか。　（ア 成形しやすい　イ 電気を通しにくい　ウ 自然界で速く分解される　エ さびない）

発展

  1. 「持続可能な社会」の説明として最も適切なものはどれですか。　（ア 科学技術を使わない社会　イ 経済だけを優先する社会　ウ 資源を使いすぎず環境を守り、将来の世代も豊かに暮らせる社会　エ 今の世代が最大限に資源を使う社会）
  2. 水に浮くプラスチックの種類として正しいものはどれですか（水の密度 1.0 g/cm³）。　（ア ポリエチレン（PE）・ポリプロピレン（PP）　イ ポリスチレン（PS）　ウ ポリ塩化ビニル（PVC）　エ ポリエチレンテレフタラート（PET））

自然と人間・科学技術（エネルギー資源） ── 解答

基礎

  1. 5　変換効率 = 目的のエネルギー ÷ もとのエネルギー × 100 = 50 ÷ 1000 × 100 = 5 %。残りの 950 J は熱として逃げる。
  2. エ　位置エネルギー → 運動エネルギー → 電気エネルギー　火力：燃料の化学 → 熱（水蒸気）→ タービンの運動 → 電気。水力：高い所の水の位置 → 運動 → 電気。原子力：ウランの核 → 熱 → 運動 → 電気。太陽光：光電池で光 → 電気。
  3. イ　対流　伝導：物質の中を接触して伝わる。対流：あたたまった液体・気体が動いて運ぶ。放射：赤外線などの光として直接伝わる（空気がなくても）。
  4. ア　石油（火力）　化石燃料（石油・石炭・天然ガス）とウランは使えばなくなる。太陽光・風力・水力・地熱・バイオマスは自然の力で補われる。
  5. ア　二酸化炭素を出し、化石燃料に限りがある　放射性廃棄物は原子力、天候は太陽光・風力、ダムは水力の課題。
  6. エ　熱エネルギー　エネルギーの総量は保存される。利用しにくい熱として周囲に逃げる。

標準

  1. 80　位置エネルギー = 重力 × 高さ = 20 × 10 × 4 = 800 J。効率 = 640 ÷ 800 × 100 = 80 %。
  2. ウ　燃やして出る二酸化炭素は、もとの植物が成長するときに吸収したものだから　カーボンニュートラルの考え方。化石燃料は大昔に固定された炭素を新たに放出する。
  3. イ　天候や時間帯によって発電量が変わり、安定しない　夜・くもり・無風では発電できない。蓄電池や他の発電との組み合わせが必要。
  4. ア　高温・高圧の水蒸気　熱で水を沸騰させて水蒸気をつくり、タービン → 発電機（電磁誘導）。水力は水、風力は風。
  5. ウ　自然災害の被害が予想される範囲や避難場所を示した地図　洪水・津波・火山・土砂災害などの種類ごとに自治体がつくる。自分の住む地域のものを確認しておく。
  6. ウ　自然界で速く分解される　分解されにくいことが海洋ごみ・マイクロプラスチック問題の原因。生分解性プラスチックの開発が進む。

発展

  1. ウ　資源を使いすぎず環境を守り、将来の世代も豊かに暮らせる社会　3R（リデュース・リユース・リサイクル）、再生可能エネルギー、生物多様性の保全などが手段。
  2. ア　ポリエチレン（PE）・ポリプロピレン（PP）　PE・PP は密度が 1 より小さく浮く。PET・PS・PVC は沈む。密度のちがいで分別できる。

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