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物理基礎~温度と熱~
セルシウス温度セ氏温度)
No.
Date
1気圧の下で米が融けて水になる温度 0℃
水が沸騰して水蒸気になる温度…100℃
ブラウン運動・牛乳の脂肪のような微粒子の液体中あるいは気体中における不規則な運動
物質を構成する分子や原子が不規則に動き続ける運動 =熱運動
温度が高いと体温計の中の液体が膨張するのは、熱運動によるもの。
温度が高い=熱運動が激しい、温度が低い=熱運動が穏やか
*個人の感覚によらず数値で表現するため考案されたものが温度である。「原子や分子の運動エネルギーの平均
を表したものということもできる。
絶対零度:温度が低くなっていったとき、熱運動は
(水の融点)
100(水の沸点)
最終的に-273℃で起こらなくなる。
[
絶対温度:絶対零度を基準としてセルシウス温度と同じ
絶対温度(K]
目盛りの間隔であらわした温度。K(ケルビン) (絶対零度)
絶対温度とセルシウス温度の関係:TEK]=t+[]+273.
273
373
2つの物体の熱運動の激しさが等しくなって、温度が同じになった状態のことを熱平衡という。
高温の物体から低温の物体に移動する熱運動のエネルギーを「熱」といい、その量を"熱量という。
<物質の三態>
固体
101
1011
液体
・気体
温度が上がると、振動も大きくなる
a
温度[°C]
融点
100
0℃の氷
0℃の水
0
融解熱
固体 固体+液体
B
20
(潜熱)
20
蒸発熱
100℃の水蒸気
液体
100℃の水
液体+気体
気体
固体から液体の状態変化するのに必要な熱を「融解熱」、液体から気体への状態変化に必要な熱を「蒸発熱
という。
融解熱や蒸発熱などをまとめて『潜熱』と呼ぶ。

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物理基礎
~熱の移動と保存で
熱量の保存温度の異なる物体間で熱運動が伝わるとき、高温の物体から失われる熱量と、低温の物体が得
熱量は同じ
熱容量と比熱容量
試料の質量 加熱した試料の温度 水の質量 初めの水の温度 熱平衡での温度
銅
100g
99.3°C
200g
22.7℃
26.0℃
鉄
100g
99.1℃
200g
22.7℃
26.68
アルミニウム
100g
99.0℃
200g
22.2℃
30.0°C
物質によって、熱平衡での温度が違うことがわかる
●今が一番低く、アルミニウムが一番高くなっている
100gの銅から200gの水にどれだけの熱量が移動したのかを考える。
初めの木の温度(22.7℃)と熱平衡での温度(26.0℃)の差に注目する。200gの水は、
260℃-22.7℃=3.3℃(3.3K)上昇している。
水1gの温度を1K変化させるのに必要な熱量は42)なので、200gの水の温度を1K変化させるために
必要な熱量は4.2J×200gで求められる。
→200gの水の温度が3.3K上がったということは、4.2J/(g.K)×200g×3.3K=2772Jと求められる。
これが、100gの銅から200gの水に移動した熱量である。
★銅の温度変化のしやすさを数値化するために、100gの銅の温度を1Kだけ変化させるのに必要な熱量は
どのように求められるか考える。
銅が失った熱量は水が得た熱量に等しいため、水に移動した熱量を、銅の温度差で割れれば求められる。
(初めの温度99.3℃)(熱平衡での温度26.0℃)=73.3℃(73.3K)となるので、
2772.J÷73.3K38J/Kとなる。
よって、100gの銅を1Kだけ変化させるのに必要な熱量は、38)となる。
熱容量=物体の温度を1K変化させるのに必要な熱量単位J/K.
物質の100gの熱容量がわかっているので、それぞれの1gの熱容量を求めて、それに質量をかけてる
38J/K÷100g=0.38J/(g.k)となる。
比熱容量(比)=単位質量(18)あたりの物体の温度をIKだけ変化させるのに必要な量 単位 1/(8K)
熱量と比熱容量の関係
物体の温度を1K変化させるのに必要な熱量=熱容量
物体の温度をAT変化させるのに必要な熱量Q
熱量 量 温度変化
Q=CAT
量 質量比熱容量 温度変化
Q=m
C
AT
質量比熱容量
cmxc
[J] [9] [J/(gk)] [K]