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物理 高校生

物理の熱力学の問題です。 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします

68 第2章 熱と気体 *** 50 16分・8点】 基 TXXXO お茶の冷まし方について考えよう。 問1 次の文章中の空欄 1 2 に入れる記号として正しいものを一つずつ 選べ きゅうす 急須に入った熱いお茶を, 二つの湯飲みを用いて冷ましたい。 ただし、二つの湯 飲みは初め室温にあり, 同じ熱容量をもつものとする。 次の二つの方法を比べてみ よう。 方法A: 図1のように, 全量を一つ目の湯飲みに入れたあと, 二つ目の湯飲みに 移す。 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 にまとめる。 方法Aで一つ目の湯飲みが受け取った熱量Q と, 方法Bで空になった湯飲みが受 け取った熱量の関係は, QA 1 QBであり, 方法Aで冷ましたお茶の温度 2 TB となる。 ただし, T, と, 方法Bで冷ましたお茶の温度 TB の関係は, TA 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, 湯飲み以外への熱 の流出は無視できるものとする。 1 2の解答群 方法 A UU 図1 J.ALE 方法 B 60 図2 問2 次に,空気中への熱の放出によるお茶の温度変化に T* ついて考えよう。お茶は, 時刻0で温度 T であったが, To しだいに冷めていき, やがて室温 Tになった。 図3は との間の温度変化を示す。 お茶が,時刻 0から1までの 間に放出した熱の総量Qを表すグラフとして最も適当 T なものを一つ選べ。 Q₁ ① で 0 Q₁ 0 t 0 2 0 Q↑ 0 0 §1 熱と温度 図3 3 69

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物理 高校生

この問題の4の⑴の③と⑵の①②がわかりません。解説も載せておくので意味を教えてください。また、別の解き方でも教えて欲しいです。

-80% 80% 4 炭素を用いた酸化銅の還元, 化学変化と質量 単元横断 物質の質量の変化を調べるために、次の実験を行った。 あとの問いに答えなさい。 (青森) 実験 1 a~eの班で,それぞれ酸化銅の粉末 4.80gに異なる質量の炭素粉末を 図1 よく混ぜて混合物とし, 図1のような装置を用いて加熱したところ,どの班でも 二酸化炭素が発生した。 しばらくするといずれの班も気体の発生が止まり 班 の混合物だけがすべて赤色の銅に変化していた。 次の表は, 加熱前に混ぜた炭素 粉末の質量と加熱後の試験管に残った粉末の質量をまとめたものである。 班 混ぜた炭素粉末の質量 〔g〕 0.12 0.24 0.36 0.48 0.60 試験管に残った粉末の質量 〔g〕 4.48 4.16 3.84 3.96 4.08 4801 実験2 図2のような装置を用いて, 銅粉 3.00gを加熱し、質量をはかったところ,図2 3.70gであった。 ステンレス皿 (1) 実験1について,次の ①~③に答えなさい。 めいしょう ① 下線部の化学変化によって酸化された物質の名称を書きなさい。 記述 次の文は, 下線部の化学変化で, 二酸化炭素が生じた理由について述べた ガスバーナー ものである。文中の ( に適切な内容を炭素,銅,酸素の3つの語句を用いて 書きなさい。 1)3 エント a b g (2) ① C d e ガイド p.26 27 2 結びつきやすいから。 (3) c班の試験管では, 酸化銅も炭素も残らず化学変化し, 二酸化炭素と銅だけが生じた。 b班の試験管には, 何gの銅が生じたか, 求めなさい。 ただし,試験管中の気体の酸素は考えないものとする。 (2) 実験1,2の結果をもとに、 次の文章中の①, ②に入る適切な数値を, それぞれ書きなさい。 ただし, ②は,小数第3位を四捨五入して書くこと。ヒント ししゃごにゅう 実験2で、 銅粉に結びついた酸素の質量は、 ①gである。この結びついた酸素すべてを実験1の化学 のぞ 変化を利用してとり除くためには,炭素粉末が少なくとも ②g必要であると考えられる。 <7点×5 1① ② 酸化銅と炭素粉末の混合物 銅粉 3 (2) 周囲の熱を吸収するので、周囲の温度が下がる反応です。 4 (2) c班の結果より, 4.80gの酸化銅が3.84gの銅に変化しているので, 0.36gの炭素と過不足なく結びついた酸素の質量は、 4.80-3.84 = 0.96〔g〕です。

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物理 高校生

大門2の(2)の答えは、 8・4×10^2J となっていますが、840Jではないのは何故ですか

T= 2 熱容量と比熱 次の問いに答えよ。 (1)質量 200gの銅製の容器がある。銅の比熱は0.38 J/(g·K) であ る。この容器の熱容量を求めよ。 (2) 水の比熱は4.2 J/(g·K) である。水40gの温度を5.0Kだけ上げ るのに必要な熱量を求めよ。 (3) ある金属片 50g に 450Jの熱量を与えたところ,温度が 10K上 昇した。この金属の比熱を求めよ。 まとめ D 2 (3) 27 る。 t= (1) 76 J/K 温 (2) 8.4× 10J (3) 0.90 J/(g-K) よ 熱量の保存 まとめ E |3 質量200 g,温度 20℃の鉄製の容器に 60 ℃の水50gを入れた。し ばらくして熱平衡になったときの温度を[℃]とする。水の比熱は 4.2 J/(g-K), 鉄の比熱は 0.45 J/(g·K)である。 (1) 水が失った熱量を,tを含む式で表せ。 (2) 容器が得た熱量を, tを含む式で表せ。 (3) 熱の移動は容器と水の間だけで起こるものとする。熱平衡にな ったときの温度を求めよ。 単 (1) 熱 (1) 210(60 - t) [J] 「Q (2) 90(t- 20) [J] 水た 50 (3) 48 ℃ (2)熱 「Q 容 200 [4 熱の伝わり方 次の(1)~(3)の現象は, いずれも熱の伝わり方を示すものである。そ れぞれは,熱伝導, 対流, 熱放射のいずれか答えよ。 (1)寒い部屋でストーブに火をつけ室内全体の空気を温めるとき (2) コップにお湯を入れてコップが温められるとき (3) 日光で道路のアスファルトが熱くなるとき まとめ F (3) 熱 [4 (1) 対流 は 210 (熱伝導 よ ()熱放射 2) (1) 求める熱容量を C(JK] とする。熱容量の式「C = mc」に, 質量 m = 200 g, 比熱c= 0.38 J/(g·K) を代入して C= 200 × 0.38 = 76 J/K (2) 求める熱量をQのとする。熱量の式「Q= mc(T, - T)」に, 質量 m = 40g. 比熱c=D 4.2 J/(g·K), 温度差 T。 -T,= 5.0 Kを代入して Q=D 40 × 4.2 × 5.0 = 840 = 8.4 × 10°J (3) 求める比熱をc(J/(g-K)] とする。 熱量の式「Q = me (T,

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