中３理科の「エネルギーの移り変わり」についてまとめています。エネルギーの移り変わりは、中学3年生の理科で学ぶ物理分野の重要なテーマの一つです。エネルギーは形を変えながら私たちの周りで絶えず移り変わっており、この仕組みを理解することで、自然現象や機械の動きへの理解が深まります。この単元では、運動エネルギーや位置エネルギーの変化、エネルギー保存の法則、効率の計算など、テストで頻出する内容が多く含まれています。この記事では、エネルギーの移り変わりに関するテストによく出る問題をピックアップし、ポイントをわかりやすく解説します。エネルギーの基本をしっかり押さえて、自信を持ってテストに挑みましょう！エネルギーの移り変わりについては、その使用例と合わせて覚えていくことがポイントとなります。
【対策問題】エネルギーの移り変わり
【問1】次の㋐～㋕の発電方法について、あとの問いに答えなさい。
㋓ 水力発電 ㋔ 太陽光発電 ㋕バイオマス発電
(1) 火力発電は、燃料がもつエネルギーがどのような順に移り変わって発電されるか。次のア～エを並べかえなさい。
ア電気エネルギー イ化学エネルギー ウ運動エネルギー エ熱エネルギー
(2) 再生可能エネルギーを利用している発電方法を、㋐～㋕からすべて選びなさい。
(3) 次の1～3の特徴をもつ発電方法を、㋐～㋕からそれぞれ選びなさい。
1 ダムを建設する必要があり、自然環境を大きく変えてしまう。
2 放射線を出す物質の処理など、安全面で注意が必要である。
3 作物の残りかすや間伐材などを燃料として発電する。
【問2】次の図は、火力発電と原子力発電の発電のしくみをも模式的に表したものである。これについて、次の問いに答えなさい。
（1）原子力発電では、ウランのもつ何エネルギーを利用しているか。
（2）図のAにあてはまるエネルギーは何か。
（3）放射線に出す燃料や廃棄物など厳重な管理が必要なのは、火力発電と原子力発電のどちらか。
（4）放射線は医療や工業の分野などで利用されている。おもに放射線のどんな性質が利用されているか。
（5）発電で発生した熱を、暖房や給湯などに利用するシステムを何というか。
【ポイント】エネルギー
人類全体のエネルギー消費量は、石油＞石炭＞天然ガス＞原子力の順です。これからのエネルギー資源として、最近では、再生可能エネルギーが注目されています。このエネルギーの代表として、太陽光、風力、水力、波力、地熱、バイオマスなどが挙げられます。そして、エネルギーはいろいろな姿に移り変わります。エネルギーは、運動、熱、音、光、電気など他の物体にいろいろなはたらきをする能力。
いろいろなエネルギー
- 電気エネルギー
- 熱エネルギー
- 光エネルギー
- 音エネルギー
- 化学エネルギー
- 位置エネルギー
- 運動エネルギー
- 弾性エネルギー
など。
エネルギーの移り変わり
電気ストーブは電気エネルギーを熱エネルギーに変化する。エネルギーの移り変わりは、互いに他のエネルギーに移り変わります。
- 火力発電：石油の化学エネルギー→熱エネルギー→運動エネルギー→電気エネルギー
- 水力発電：位置エネルギー→運動エネルギー→電気エネルギー
- 原子力発電：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
- 電灯：電気エネルギー→熱エネルギー→光エネルギー
- 光電池に光が当たると、電流が流れる。 光エネルギー→電気エネルギー
- 太陽電池 光エネルギー→電気エネルギー
- 電流が流れるとモーターが回転する。 電気エネルギー→力学的エネルギー（※モノを動かすエネルギーです）
- 電気がスピーカ－を振動させると、音が出る。 電気エネルギー→音エネルギー
- 音は、空気を振動させ、ヒトの鼓膜を振動させる 音エネルギー→力学的エネルギー
- ガスが燃えると、熱が発生する。 化学エネルギー→熱エネルギー
- 吹き出す水蒸気の力で風車が回る 熱エネルギー→力学的エネルギー
- 輪ゴムをのび縮みさせる。 弾性エネルギ→熱エネルギー
- 燃焼 化学エネルギー→熱エネルギー
- 発電機 力学的エネルギー→電気エネルギー
- 手回し発電機 力学的エネルギー→電気エネルギー
- 光合成 光エネルギー→化学エネルギー
- 火おこし器 運動エネルギー→熱エネルギー
- ベルチェ素子 熱エネルギー→電気エネルギー
エネルギーの移り変わりの実験
＜手順＞
- 手回し発電機を回して豆電球を光らせます。
- 水を入れたポットを振り続けます。
- 発光ダイオードに光をあてます。
＜結果＞
- 手回し発電機によって、運動エネルギーが電気エネルギーに変わる。さらに光エネルギーに変わって豆電球が光る。
- 運動エネルギーが熱エネルギーに移り変わり、水の温度が上がる。
- 光エネルギーが電気エネルギーに変わり、電子オルゴールがなる。
- このように、エネルギーは、たがいにほかのエネルギーに変わります。
エネルギーの保存
すべてのエネルギーの移り変わりを考えると、その総量は一定で変化しないというのがエネルギーの保存（エネルギー保存の法則）です。
エネルギーは常に色んなエネルギーに移り変わります。でも最初にエネルギーが100あったとすると、そのエネルギーが運動エネルギーや音エネルギーや熱エネルギーなどに移り変わっても、その合計は元のエネルギー量の100と変わらないということです。
最終的にエネルギーは熱エネルギーとなって空気中に出ていってしまうことになることも覚えておきましょう。
【解答】エネルギーの移り変わり
【問1】
(1) イ→エ→ウ→ア
(2) ㋑㋓㋔㋕
(3) 1㋓ 2㋒ 3㋓
【問2】
（1）核エネルギー
（2）熱エネルギー
（3）原子力発電
（4）物体を通り抜ける性質
（5）コージェネレーションシステム
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