資源・エネルギー・環境教育雑記帖（４）〜教科書で扱われている資源・エネルギー・環境（中２理科・電気とエネルギー）〜
2023年より縁あって、エネルギー教育の推進活動に携わっています。
もともと興味があったこともあり、暇を見つけては資源・エネルギー問題やエネルギー教育に関する本を読んだり調べている次第です。
また、研究会も立ち上げて、多くの仲間とエネルギー教育についていろいろ検討しています。
不定期にはなるものの、中学校・高校教育でのエネルギーの扱いについて、稚拙ながら私なりに調べてわかったことや、一個人としての考えなどを発信していこうと思います。
エネルギー＝姿・形を変えるもの？
中学2年生の理科教科書では、物理、化学、生物、地学の各分野で「エネルギー」という用語が頻出します。
この段階では、エネルギーは「姿や形を変えながら現象を引き起こし、物体を動かす能力」として理解されることが多いです。
この記事では、特に物理分野の「電気とエネルギー」に焦点を当てます。
電気エネルギーと電力
多くの教科書によれば、電気エネルギーは「電流が光、熱、音を生じさせたり、物体を動かしたりする能力」とされています。
また、電力についても同時に説明され、これは「電流が一定時間にわたって光、熱、音を生じさせたり、物体を動かす作用」と定義されます。
＜式＞ 電力〔W〕＝電圧〔V〕×電流〔A〕
電気エネルギーの変換
中学２年生の理科では、電流が流れるときの電熱線の発熱（ジュール熱）や水の温度変化を例に、電気エネルギーから熱エネルギーへの変換を詳細に扱っています。熱は物体の温度を変える原因とされています。
＜式＞ 電流による発熱量〔J〕＝電力〔W〕✕時間〔s〕
教科書では、電流による発熱量は消費された電気エネルギーの量と同じであるとされています。
消費電力と電力量
中学２年生の理科の教科書では、電気の利用に関して、消費電力と電力量についても取り上げられています。
消費電力は、特定の電圧で使用される電力のことです。
例えば、蛍光灯や電球に記された「●●V □□W」は、●●Vの電圧下で□□Wの電力を消費することを意味します。
この情報から電力量を算出できます。
電力量は、電気器具が消費する電気エネルギーの量で、これに基づいて電気料金が決定されます。
＜式＞ 電力量〔J〕＝電力〔W〕✕時間〔s〕
電力量はJの他に、Wh（ワット時）やkWh（キロワット時）としても表されます。
以下が定義と換算式です。
＜定義＞
１ワット時〔Wh〕：１Wの電力を１時間使い続けたときの電力量
１キロワット時〔kWh〕：１ワット時の1000倍
＜換算式＞
１kWh＝1000Wh
１Wh＝１W✕１h＝１W✕3600s＝3600J
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