共通テスト（理科） 過去問
令和6年度（2024年度）追・再試験
問11 (物理基礎（第3問） 問1)

この問題でおさえておきたいポイントは、エネルギー変換の基本についてです。

発電とは、何かしらのエネルギーを最終的に電気エネルギーに変換する行為です。

本問題では火力発電を考えますが、火力発電で用いられる原料は主に石炭・石油・天然ガスなどの化石燃料です。

火力発電においては、化石燃料を燃やすことで熱に変換し、熱で水を温めて蒸気に変換し、その蒸気でタービンを回すことで発電を行っています。

簡単に表すと、

化石燃料→熱→水蒸気→タービンの回転→電気

という変化です。

文aについて見てみましょう。

火力発電では化石燃料を燃やすことでエネルギーを取り出します。

燃焼などの化学変化によって取り出されるエネルギーのことを化学エネルギーといいます(他にも電池などが該当する)。

したがって、文aは正しいことが分かります。

次に文ｂについてです。

火力発電では、何かしらの原料を燃焼させることで発電を行います。したがって、必ずCO₂が排出されます(原料を工夫すると排出量を減らすことができます)。

したがって、文bは誤りであることが分かります。

最後に文cについてです。

エネルギーの変換効率についての記述ですが、火力発電においては次のようなエネルギー変換が行われています。

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

これらの3段階の変換が行われていますが、それぞれの変換でロスが必ず生じます。

そのため、発電において投下したエネルギー量を上回る電気エネルギーを得ることは不可能です。

したがって、文cは誤りであることが分かります。

解答　a

解説

a　化石燃料がもつ化学エネルギーを利用している。

→正しいです。燃焼は化学反応であり、

火力発電は化学エネルギーを利用した発電といえます。

b　CO₂は排出されない。

→誤りです。燃焼により二酸化炭素が発生します。

c　化石燃料を燃焼させて得られる熱エネルギーよりも

大きな電気エネルギーをつくり出すことができる。

→誤りです。エネルギー保存則に反します。

よって答えは　aのみ　となります。