[リード C
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第6章 熱とエネルギー 61
例題27 熱量の保存
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解説動画
熱量計の中へ140gの水を入れたとき,容器も水も一様に温度が27℃になった。
(1) 図1のように,この中へ47℃の水 40g を追加したところ、全体の
温度が 31℃になった。 容器の熱容量Cは何J/K か。 水の比熱を
4.2J/(g・K) とする。
(2)さらにこの中へ、図2のように,100℃に熱した 150g の金属球を
入れてかきまぜたところ,全体の温度が40℃になった。金属球の
比熱cは何J/(g・K) か。
150g
100°C
40g
140g
47°C
180g
31°C
27°C
図 1
図2
指針「高温物体が失った熱量=低温物体が得た熱量」すなわち、熱量の保存の式をつくる。
解答 (1) 熱量の保存によって
40×4.2×(47-31)
=(140×4.2+C)×(31-27)
これを解いて C=84J/K
(2) 熱量の保存によって
150×c×(100-40)
={(140+40)×4.2+84}×(40-31)
これを解いて c=0.84J/(g・K)
[POINT
熱量の保存
高温物体が失う熱量=低温物体が得る熱量
