Question

おと

熱

問2
このグラフは熱平衡のグラフと同じような考え方で大丈夫でしょうか、？？？
熱と温度変化が同じような形になるから温度がどんどん同じ値に近づいていくように放出熱も図3の温度変化の値にだんだん近づいていくっていうイメージで考えました。。

解説の補足も理解できましたが、熱平衡の考え方でも大丈夫か気になったので質問させて頂きましたどなたか教えて下さると幸いです🙏

ついて考えよう。お茶は, 時刻0で温度 T。であったが、
飲みは初め室温にあり, 同じ熱容量をもつものとする。次の二つの方万法を比べてお
間に放出した熱の総量Qを表すグラフとして最も適当
方法B:図2のように, 全量を二つの湯飲みに均等にわけたあと, 一つの湯飲み
方法Aで一つ目の湯飲みが受け取った熱量QAと, 方法Bで空になった湯飲みが受
68
第2章 熱と気体
★**50 16分-8点】 書
お茶の冷まし方について考えよう。
$1 熱と温度
69
に入れる記号として正しいものを一つす。
T。
T。
問1 次の文章中の空欄 1
選べ。
きゅうす
T,
なものを一つ選ベ。
図3
よう。
0
Q+
2
Q4
3
移す。
Q1
にまとめる。
0
0
0
け取った熱量Qの関係は, Q.
1
Qであり, 方法Aで冷ましたお茶の温影
Q+
Q+
6
T,と,方法Bで冷ましたお茶の温度Tの関係は, T。
T。となる。ただし,
Q+
2
これらの過程では, お茶と湯飲みはすぐに同じ温度になるとし,湯飲み以外への
の流出は無視できるものとする。
ール
0
1
2の解答群
0
0 >
② = 0 <
さこ
方法A
方法B
図1
図2

量は250J/K である。平衡温度 T' (℃] は,熱量保存則により,
方法Bで一つの湯飲みに入れたお茶の質量は方法Aの半分であるから,そのお茶の熱容
ノ能
解答·解説
75
ミ。
となる。
250J/K×(80-T')K=100J/K×(T'-20) K
T'=62.9℃
oの湯飲みにまとめたときの温度 7 (CJは C)に等しいから, T,=62.9℃である。
また,
Q=100J/K×(62.9-20) K=4290J
Q1
となる。以上により,Qa>QBs Taく T。
【別解】方法AとB で最後に空になった湯飲
みの温度は,方法Aの方が高い。なぜなら,
方法Aの方が最初に入れた高温物体であるお
茶の湯飲み一つあたりの量が多いからである。
よって,Q> である。また, お茶が失った
熱の総量は方法Aの方が多いので, T,<TBとなる。
問2 お茶の熱容量を C, 時刻tのお茶の温度をTとして, 時刻0からtまでにお茶が放
出した熱の総量Qは,
C(To-Ti)
0
n
Q=C(T-T)
よって,最も適当なグラフは①である。
【補足】温度の異なる2物体間で単位時間あたり流れる熱量は, 2物体の温度差に比例する。
このため,図3のように, はじめ温度は急激に下がるが,しだいに下がり方がゆるやかになる。
$2
気体の状態変化
51
問1 0
問2 2
問3 6
問1 気球内の空気の物質量(モル数)をnとして, その状態方程式により,
po V=nRT
RT
m
となる。
問2 空気の1mol あたりの質量をw とすると, 気球内の空気の質量は nwであり, 密度
(単位体積あたりの質量)は,
大
て)
nW
V
である。問1のnを代入して,
Pow
Pow
pT=
RT