物理
高校生
(3)について、なぜ計算式中で50×qをしているのかが分かりません。教えてください。
温度
268.氷の融解熱
60Jの熱量を加え始めた。やがて,氷は水になり,水の
温度が 40℃になったところで加熱を止めた。図は, この
間の氷,または水の温度変化を示している。氷,水から
熱は逃げないものとし, 水の比熱を 4.2J/(g·K) とする。
(1) 氷の質量はいくらか。
(2) 氷の比熱は温度によらず一定であるとして,その値はいくらか。
(3) 0℃, 1gの氷が,すべて水になるまでに必要な熱量はいくらか。
温度 -20℃の氷に,時刻0から毎秒
40
0
35
313
45
- 20
時間[s]
解答(1) 50g(2) 2.1J/(g·K)(3) 3.3×10°J
間に加えられた熱量から,氷(水)の質量を求める。(2) 氷の温度変化と
計(1)水の比熱しか与えられていないので, 水の温度変化とその
その間に加えられた熱量から, 氷の比熱を求める。(3) 氷全体が融解す
るのに必要な熱量から, 1gあたりの熱量を求める。
解説)(1) 時刻 313s ですべての氷は水になり, 453sで水の温度は
40°℃になっている。この間に水に加えられた熱量を Q,[]とすると,
Q=60×(453-313) =8400=8.4×10°J
氷(水)の質量をm[g]とすると,
8.4×10°=m×4.2×(40-0)
(2) 氷が -20℃から0℃になるまでの間に加えられた熱量をQ2[J] と
すると,
氷の比熱を c(J/(g-K)]とすると,
2.1×10°=50×c× {0-(-20)}
(3) 0℃の氷がすべて水になるまでに与えられた熱量を Q:[J]とする
と,
m=50g
Q2=60×(35-0)=2100=2.1×10°J
G=2.1J/(g-K)
Q3=60×(313-35)=1.66×10*J
0℃の氷 1gがすべて水になるのに必要な熱量を q[J]とすると,
1.66×10=50×g
q=3.32×10°J
3.3×10°J
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