Questions about 融解

なぜ右の問題では熱量保存則が成り立つのに、左の問題ではマーカー部の式が成り立たないのでしょうか

チェック問題 2 融解熱標準7分水の比熱を4.2J/(g·K), 氷の融解熱(1g融かすのに要する熱)を336J/gとする。また容器の熱容量は無視できるものとする。 (1) 温度80℃のお湯に温度20℃の水を加えて, 30℃の水6.0Lをつくるには,それぞれの温度の水を何Lずつ混ぜればよいか。 (2)(1)でできた水に0℃の氷を入れたら,20℃になった。氷の質量は何kgあったか。解説 (1)(比熱の解法》(p.249)で解く。図aのように、質量 m,[g], m,[g]を仮定し, 「温度図」をつくる。容器の熱容量は無視するので, 容器の熱の出入りは考えてはいけないよ。吸収熱,放出熱は、 Qm=4.2×m,× (30-20) Qout=4.2×m,× (80-30) 「混合系」なので, Qm=Qoutより. 4.2×m,×10=4.2×m;×50 一方,m,+m,=6000gと合わせて. m,=5000g=5.0kg. m;=1000g==1.0kg よって,20℃の水は5.0L, 80℃の水は1.0L 図bのように、質量 m[g]の氷は,まずア溶ける。次に. ① 20℃まで上昇する。もちろん容器の熱の出入りは無視できる。 Step2 氷が得た熱の和は, Step1 Step2 80℃水m. [g) S Qo。 Step3 -30℃ in 20℃ 水m, [g) Qm 図a 答 (2) Step1 30℃ 水6000g Q=336×m+4.2×m×20 2out -20℃ 氷が溶けたら水の比熱になるので 1g溶かす熱 0℃水m[g]水水が失った熱は、 Qout=4.2×6000×(30-20) 「混合系」でQm=Qout 図b Step3 より、 336×m+4.2×m×20=4.2×6000×10 よって, m=600g=0.60kg… 252 物理基礎の熱力学

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Chemistry Undergraduate about 5 yearsago

解答が欲しいです。

[1] 1.013×10° Paのもとで、1mol のある気体を、温度をT,Kから T2Kへ上昇させたときのエンタルピー変化とエントロピー変化を求めよ。ただし、その気体の定圧モル熱容量は次式(Tは温度(K)、 a、 b、 cは定数)で表せるとし、また気体定数はRJK! mol-! とする。 Cp=a+bT+cT-2 JK-' mol- [2] 1.013×10° Paのもとで、ある結晶1 mol が融点TKで完全に融解するときにgJの発熱が観測されたという。このときのエンタルピー変化とエントロピー変化を求めよ。 [3] 1 mol の理想気体が、状態1 (温度 Ti K、体積1i m') から状態2 (温度 72 K、体積2 m')へ膨張するときのエントロピー変化を求めよ。定積モル比熱は CvJK' mol'! で定数、また気体定数はRJK'mol'' とする。ヒント:定温過程と定積過程の2段階に分けて考える。 [4] 初期状態において温度T,でnmolの理想気体を、①可逆定温膨張、②可逆断熱膨張、の不可逆断熱自由膨張、の3通りの過程で体積を iから 12へ増加させた。それぞれの過程に対して、系が得る熱と系のエントロピー変化について、詳しい結果の導出と併せて説明せよ。ただし、気体定数は Rとする。また、縦軸を圧力、横軸を体積として、上記のそれぞれの過程に対する変化を図示するとともに、その理由を説明せよ。