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化学の講義録＋大学を楽しく面白い学びの場に変える試みの記録 (北里大学・一般教育部・野島 高彦)

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医療工学科の化学講義(3)医療と化学とエネルギー

医療工2016

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キーワード

γ線，TV波，位置エネルギー，運動エネルギー，エックス線，エネルギー，エネルギー保存則，エントロピー，可視光線，紫外線，赤外線，電磁エネルギー，電波，熱エネルギー，波長，比熱容量，マイクロ波，ラジオ波

講義内容

  • エネルギーとは何なのか
  • 物体の温度を高くするために必要な熱エネルギーの計算
  • エネルギー保存則
  • エントロピー

先週配布したプリントに沿って進めました．

おまけ：電子レンジでタマゴを加熱すると危ない

電子レンジでゆで卵をつくる器具が市販されているが，取り扱いを誤るとケガをする．加熱に電子レンジを使わなかった場合でもゆで卵の内部は圧力が高くなってる場合があり，爆発する恐れがあるので，加熱する前に穴を空けておくと安全．

関連情報

確認問題

質問

  • ゆで卵をレンジで温めるときどんな感じで穴を空ければいいんですか?

中央部まで貫通させておけばOK

  • 卵は殻の中に入っているまま加熱してはいけないのかと思っていました．目玉焼きもダメということは基準は黄身を割っているか割っていないのかということですか?

密閉状態になってると爆発する．

  • 目玉焼きはレンジでチンすると爆発しますか?

することがある．

  • ラジオのAM，FMの違いってラジオ波関係ないんですか?

AMとFMの違いは変調方式の違いです．変調っていうのは電波から情報を取り出す操作のことです．変調方式には適した波長があるので，その結果としてAM放送よりもFM放送のほうが波長の短いラジオ波を使ってます．

  • エネルギーが急に発生することがないけど，人間がどうして力を加えてエネルギーを作ることができるのですか?

エネルギーは作ってません．コレは食事から得た化学エネルギーで筋肉を動かす運動エネルギーを得ているのです．

  • 物理でE=nCΔTで習いました．m kg，n molどちらでも計算できるのですか?

質量で考えるときは比熱を，物質量で考えるときはモル比熱を使います．モル比熱については13回目「化学反応と熱エネルギー」で扱います．

  • 赤外線を当てることと可視光線を当てることとではものの温まり方に差はできますか?

できます．

  • 紫外線を当てることで医療器具が変化して使えなくなることはありますか?

合成樹脂の器具は損傷を受けます．

  • 熱湯に手をつっこんで分子の熱エネルギーのため手が痛くなるのは分かるが，冷水(氷水など)に手をつっこむと手が痛く感じるのはなぜだろうか?

どちらも神経が応答するからです．ただししくみが高温と低温とでは異なります

  • 空の牛乳パックを日光の当たるところに放置したら赤色の部分は真っ白に，青色の部分は青白色になっていました．エネルギーが低くなって行くのなら，青色は一度赤色になったりはしないのでしょうか?

色素の色と色素が持つエネルギーは別問題です．赤系統の色素の多くは可視光線や紫外線で反応しやすいのです．

  • エントロピーを増加させ続けるとどうなるか気になった．

この宇宙の最後の瞬間がエントロピー最大です．

  • エントロピーは増え続けても平気なの?

「平気」の意味するところが不明．

  • エントロピーが大きい状態から小さい状態に変化させるためにはエネルギーを加えればいいのですか?それともエネルギーを加えてもエントロピーを小さい状態にすることはできないのですか?

できません．局所的に小さくすることはできますが，かかわるものごとのどこかでエントロピーを増やしています．

  • 一限目つらいです．朝，二度寝(3〜10度寝)してしまうんですけど，どうすれば・・・?
  • 朝スッキリ起きる方法はありますか?

遅刻しないためだったら罰金制度を設けて1回につき10人の友達にジュース1本ずるおごることにすれば破産するから絶対に起きる．

WiFi恐怖症(電波恐怖症?)というのを耳にしたのですが，これは身体的なものというより精神的な病ではないかと思うのですが，波長の長い電磁波が人間に害を及ぼすことってあるのですか?

電磁波過敏症についてはWHOの解説が手に入ります→ 電磁過敏症/電磁界と公衆衛生/WHO
WiFi機器や携帯電話といった工業製品が使っている波長の電磁波が人体に悪影響を与えるという明確な研究結果はこれまでに得られていません．

出席者数推移

(1)91→(2)90→(3)86→


次回予告

「(4)元素と周期表」を学びます．教科書第2章，13ページから36ページを予習して来ること．

はじめて学ぶ化学

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