Question

大学生

(1)についてです。答えは以下の通りなのですが、私は3枚目のように考えました。でも答えが合いません。なぜ313sから453sの間で考えなければならないのですか？？

[思考]
170. 氷の融解熱温度20℃の氷に 時刻 0から毎秒
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。
-201
(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。
ヒント (3) 35~313s の間は,加えた熱量はすべて氷から水への融解に使われる。
温度
(°C)
40
/35
313 453
時間 [s]

170. 氷の融解熱
解答 (1) 50g (2) 2.1J/(g・K) (3) 3.3×10'J
指針 (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
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
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,〔J〕 とすると,
Q=60x (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)
m=50g
(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, Q2=60x (35-0)=2100=2.1×103J
氷の比熱をc, 〔J/(gK)] とすると,
2.1×10=50×cx{0-(-20)}
C,=2.1J/(g・K)
(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、 Q=60x (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^=50xg g = 3.32×102J 3.3×102J
(1) 氷の比熱が未知な
ので、水の比熱をもとに
水(氷) の質量を計算する。
加えられた熱量は,
(毎秒60J) × (時間)で計
算される。
「Q=mcAT」 の式を
用いている。
「Q=mcAT」 の式を
用いている。
物質が融解するのに必
要な熱量を融解熱という。
ここでは, 1gの氷がす
べて水になるまでに必要
な熱量, すなわち水の融
解熱を求めている。

0分から355の間
35 x 60 = 2100.
2100= 4₁2x (0-(-20) xm
21cc = 84 m
25
= M

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

A.E

質問者さんの式は氷を溶かすのに使われた熱量の値を求めるためのおそらく(Q=mcΔt)を利用されたと思いますがそれがダメな理由は4.2という数が氷の比熱の値でなく水の比熱のためそれでも4.2で計算しているから答えが合わないんだと思います。
ここからは解答簡単な説明です。
氷の比熱が与えられていないため水の温度上昇している箇所を利用するしかありません。なので、その箇所で毎秒与えられる熱量と時間の積を利用して熱量を計算して公式Q=mcΔtのm以外に値を代入してmを求めるという形になります。
分からない箇所があれば質問して下さい。
長文ですみません🙇

大学生

なるほど！！！理解出来ました😭ありがとうございます！！

A.E

お役に立てて良かったです。(*´∀｀)