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【この分野で大切なこと】
言葉の意味から
比熱[J/(g・K)]…１gの物質の温度を1K変化させるのに必要な熱量
熱容量[J/K]…物体の温度を1K変化させるのに必要な熱量
使う公式
比熱c[J/(g・K)]とは、１gの物質の温度を1K変化させるのに必要な熱量であるから、
m[g]の物質の温度を1K変化させるのに必要な熱量は、mcと表せる
また、比熱の意味から、m[g]の物質の温度をT[K]変化させるのに必要な熱量は、mcTと表せる
すなわち、熱量をQとすると、『Q=mcΔT』である。
また、熱容量C[J/K]とは物体の温度を1K変化させるのに必要な熱量であるから、物体の温度をT[K]変化させるのに必要な熱量Qは、『Q=CΔT』とあらわせる。
まとめると、『Q=mcΔT=CΔT (Qは熱量、mは質量、cは比熱、Cは熱容量、Tは温度』
熱量保存則がある。この法則とは、『得た熱量＝失った熱量』になる、という法則である。
続く
(2)0℃の氷1gが0℃の水に変化するのに必要な熱量はどれくらいか。
グラフで0℃の氷が0℃の水に変化しているのは、グラフで緑の部分である。
すなわち、0℃の氷100gが0℃の水に変化するのに80秒かかっている。
すなわち、0℃の氷100gが0℃の水に変化するのに、420×80=3.36×10⁴[J]必要だとわかる。
すなわち、0℃の氷1gが0℃の水に変化するのに必要な熱量は
3.36×10⁴÷100=約3.4×10²[J]
よって、氷の融解熱は3.4×10²[J/K]
(3)水蒸気熱に関しても(2)と同じ様に解けますよ。
紫の部分に着目です。
分からなければ質問してください
めっちゃ分かりやすかったです、、！
ありがとうございます🙏
(1)
【氷の比熱】
比熱とは、１gの物質の温度を1K変化させるのに必要な熱量。
ということは、氷の比熱とは
氷１gの温度を1K変化させるのに必要な熱量を求めなさいということ。
すなわち、氷の温度が変化しているところに着目すればいいですよね。
グラフで氷の温度が変化しているのは、赤の部分ですよね。
すなわち、氷の温度が変化するのにかかる時間は20秒。
で、熱は１秒あたり420J加えられているらしいから、
氷の温度が変化するのに、420×20=8.4×10³[J]加えられている。
で、氷の質量は100gだから、
氷100gの温度を0－(－40)=40K変化させるのに必要な熱量は8.4×10³[J]だとわかる。
聞かれているのは、氷１gの温度を1K変化させるのに必要な熱量。
氷100gの温度を40K変化させるのに必要な熱量は8.4×10³[J]だから、
氷1gの温度を40K変化させるのに必要な熱量は8.4×10³÷100=84[J]
氷1gの温度を1K変化させるのに必要な熱量は84÷40=2.1[J]
よって、氷の比熱は2.1[J/g]
ちなみに、公式でやるなら、
Q=mcΔTより、8.4×10³=100×c×{0－(－40)}
【水の比熱】
上記と同様に考えて水の比熱とは
水１gの温度を1K変化させるのに必要な熱量を求めなさいということ。
すなわち、水の温度が変化しているところに着目すればいいですよね。
グラフで水の温度が変化しているのは、黄色の部分ですよね。
すなわち、水の温度が変化するのにかかる時間は100秒。
で、熱は１秒あたり420J加えられているらしいから、
水の温度が変化するのに、420×100=4.2×10⁴[J]加えられている。
で、水の質量は100gだから、
水100gの温度を100－0=100K変化させるのに必要な熱量は4.2×10⁴[J]だとわかる。
聞かれているのは、水１gの温度を1K変化させるのに必要な熱量。
水100gの温度を100K変化させるのに必要な熱量は4.2×10⁴[J]だから、
水1gの温度を100K変化させるのに必要な熱量は4.2×10⁴÷100=4.2×10²[J]
水1gの温度を1K変化させるのに必要な熱量は4.2×10²÷100=4.2[J]
よって、水の比熱は4.2[J/g]