大学入学共通テスト(理科) 過去問
令和4年度(2022年度)追・再試験
問63 (地学基礎(第2問) 問2)

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問題

大学入学共通テスト(理科)試験 令和4年度(2022年度)追・再試験 問63(地学基礎(第2問) 問2) (訂正依頼・報告はこちら)

太陽から直接地表に届く放射エネルギーの量を計測する実験に関する次の文章を読み、後の問いに答えよ。

太陽定数と比較することを目的に、次の図1に示す簡易日射計を作製した。この日射計の光を受ける面は、光の反射を防ぐため黒くぬる。日射以外の熱の出入りを可能な限り少なくするため、光を受ける面以外は断熱材でおおい、かつ容器は( ア )の水で満たす。計測するときは、受けるエネルギーが最大になるよう光を受ける面を( イ )に置き、1分ごとに温度を読み取る。

作製した日射計の光を受ける面積はS〔m2〕、1℃上昇するために必要なエネルギーの量は水と容器を合わせてC〔J/℃〕である。実験で求めた分当たりの温度上昇率はT〔℃/分〕であった。このときの1mm2、1秒当たりの太陽放射エネルギーの量〔W/m2〕を求める計算式として最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
問題文の画像
  • C✕S✕(1/T)✕60
  • C✕S✕(1/T)✕(1/60)
  • C✕(1/S)✕T✕60
  • C✕(1/S)✕T✕(1/60)

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この過去問の解説 (1件)

01

まず、問題文から読み取れる情報を抜き出しましょう。

・光を受ける面積:S(m2

・温度を1℃上昇させるのに必要なエネルギー:C(J/℃)

・実験での温度上昇率:T(℃/分)

・求めたいもの:1mm2、1秒あたりの太陽放射エネルギー量(W/m2

 

①温度が1分間でT℃上昇するので、一分間に受けたエネルギー⇨E(1分)=C×T(J)

②1分=60秒なので、1秒あたりのエネルギーは、E(1秒)=C×T÷60(J/S)=W

③日射計の面積はS(m2)なので、1秒あたり1m2に換算すると

 E(1秒)÷S=C×T÷60×S(W/m2

④1mm2に直す

 C×T÷60×S×106(W/m2

まとめ

よって、「C✕(1/S)✕T✕(1/60)」が正答となります。

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