また、私の苦手な物理学の話しです。
特殊なお弁当（電子レンジで温めるタイプのうどんとか）を温めたいんだけど、記載されているワット数に、自宅の電子レンジのワット数が同じに設定出来ない。
普通のお弁当ならば、温めボタンを押すだけで、指定の温度に設定してあるので、それだけでOKなのだが、今回は特殊なお弁当。
カップラーメンなどは、線のところまで熱湯を入れて、指定の時間だけ待てばよい。
例えば、温め時間の目安で、2通りくらい書いてあると思う。
800Wで3分20秒、500Wで5分。
自宅の電子レンジは、1000W、700W、600W、300W、150W、100Wしか設定出来ず、時間は10秒単位でいける。
因みに、温め温度は、60℃か65℃に設定しているが5℃単位でしか設定できない。
60℃だと若干冷たい時があり、65℃だと熱すぎたりする。
さて、どうしたものか。
そもそも、物を温める単位ではないW（ワット）なのが、数学屋の私には苦手意識がある。
熱量の単位はJ（ジュール）だよな。
どうやら、
- 電力が一定の場合、電熱線から発生する熱量は、電流を流した時間に比例する。
- 電流を流した時間が一定の場合、電熱線から発生する熱量は、電力の大きさに比例する。
ということらしい。
こういう風に定義してくれているなら、まだ数学の範疇でどうにかなりそうだな。
さて、W（ワット）と時間とJ（ジュール）の関係式なのだが、
1Wの電力を1秒流したときの熱量を1Jとする。
なに？こんなに簡単だったっけ？
※単位は[]で括るとします。
熱量[J]＝電圧[V]×電流[A]×時間[s]
熱量[J]＝電力[W]×時間[s]
うーん、こんなに簡単なのか？
ならば、先の2つの関係から熱量を計算してみる。
800[W]×200[s]＝160000[J]
500[W]×300[s]＝150000[J]
1万ジュールも差があるじゃん。
もし、800Wで3分20秒（＝200秒）が必要ならば、160000÷500＝320で、500Wで5分20秒のはずである。
同様に、500Wで5分（＝600秒）が必要ならば、150000÷800＝187.5で、800Wで3分7秒半、まぁこんな中途半端な値は記載しないだろう。
ジュールが出てくる式をもう一つ見つけた。
1Jは、1gの水の温度を約0.24℃上昇させるのに必要な熱量
1gの水の温度を1℃上昇させるのに必要な熱量は4.2Jとのこと。
1[℃]/4.2[J]＝0.238095[℃/J]≒0.24[℃/J]
0.24[℃/J]×4.2{J]＝1.008[℃]≒1[℃]
約0.24℃というのはこういうことですね。
まぁ、水はこういうことなんだろうな。
熱容量とか、比熱とか、解らない単語が多すぎるなぁ。
あと、単位も多いし、わけわからん係数が唐突に登場するから、苦手なんだよな。
まぁ、レンジが10秒単位でしか設定出来ないので、そこまで厳密な加熱時間を知りたいわけじゃないから、記載されているワット数×秒数で熱量を求めて、実際に電子レンジで設定するワット数で割って、大体の加熱時間を計算すればいいってことね。
ではでは