Question

ちか

(1)はなんで水の比熱で氷の質量が求まるんですか?

温度 -20℃の氷に,時刻0から毎秒
268.氷の融解熱
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。3.6g/
(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。 )
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。
35
313
453
- 20
時間(s)
本テン

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
(2) 氷が -20℃から0℃になるまでの間に加えられた熱量を Q:[Jと
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,
g (2) 2.1J/(g·K)(3) 3.3×10J
解答 (1) 50g
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]とすると,
Q=60×(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
すると,
Q2=60×(35-0)=2100=2.1×10°J
氷の比熱を c[J/(g-K)]とすると,
2.1×10°-50×c,× {0-(-20)}
C=2.1J/(g-K)
と、
Q=60×(313-35)=1.66×10*J
1.66×10=D50×g
260
q=3.32×10J
3.3×10°J