Question

まる

高一物理基礎の問題です
145の(2)が解けず、答えを見ても分かりませんでした。
問題文にある、『 1calとは水1gの温度を1K上昇させる熱量である。』と書いてあったので、
熱量Q(cal)=mΔTで求められると思ったのですが、答えにはmの他に熱容量Cや比熱容量cなども計算に入っていました。
ここも含めて問題全体の考え方、(2)の解き方、私の上記の考え方の正誤などを丁寧に解説してくれると助かります。よろしくお願いします。

がすべて金属を温めるのに使われた場
合,金属柱Bの温度は1分間に何K上昇するか. 金属柱の質量
は300g,比熱は 0.42J/ (g・K) である.
145.(熱の仕事当量) 図は熱の仕事当量を求める実験装置である. おもり Wが下がると,滑車P
を通して軸 A が回転する.軸Aの下部には羽根がとりつけてある. おもりが下がると,この羽根
が水槽の水をかきまわし, そのために水温が上がる。いま5.0kgのおもり2個をそれぞれ 1.5m だ
20回落下させたとき,熱容量 20cal/K の水槽にいれて
ある 180gの水の温度が3.5Kだけ上がった.重力加速度
の大きさを9.8m/s2として,次の問いに答えよ.ただし,
1calとは水1gの温度を1K上昇させる熱量である.
(1) このときおもりがした仕事の合計は何Jか.
(2) 水槽と水が得た熱量は何cal か.
(3) 上の結果から熱の仕事当量(仕事量と cal 単位の
熱量の比)は何J/cal か .
P
W
1/
A
P
W

1-Q₂
Q₁
- 高温
: 0.25
一滴のイ
不可逆
-23-
た熱Qとなるから,
QWすなわち mcAT Pt より
300 × 0.42 × AT = 31.5 × 60
AT=15
15K
145. (1) おもりが失った位置エネルギーが仕事に変わ
るので, W= (mgh ×2)×20
W = (5.0 x 9.8 x 1.5×2)×20= 2940
(2) cal の単位で熱量を計算すると
Q = (C + mc) AT より T.TS = 1
Q = ( 20 + 180 × 1 ) × 3.5 = 700
田子
W
(3) J= 1/8より
より J=
Q
2940
700
∴. 2.9 × 10J
× 10℃cal
の..7.0
4.2.4.2J/cal
=
150

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

きぃ

「1calとは水1gの温度を1K上昇させる熱量である。」という部分から、比熱容量c(cal/g•K)が1であることがわかります。

容器と、水、のどちらもが3.5K上昇したので、それぞれどれほど熱量をもらったのか調べていきます。

まず容器です。これはC•ΔTですね

次に水です。これはm•c•ΔTですね

よってこの２つが得た熱量の合計は解説のようになります。
質問があればどうぞ

まる

なるほど！なんでCとmcを足して、ΔTを掛けてるのかなって思ってたんですが、CΔT＋mcΔTをΔTで分解した形だったんですね！気づきませんでした、、、
問題文から水の比熱容量を求められるのも気づかなかったので助かりました！
ありがとうございます！！