時間がたちましたが、教えましょうか?
(1)
言葉の意味から
比熱[J/(g・K)]…1gの物質の温度を1K変化させるのに必要な熱量
熱容量[J/K]…物体の温度を1K変化させるのに必要な熱量
使う公式
比熱c[J/(g・K)]とは、1gの物質の温度を1K変化させるのに必要な熱量であるから、
m[g]の物質の温度を1K変化させるのに必要な熱量は、mcと表せる
また、比熱の意味から、m[g]の物質の温度をT[K]変化させるのに必要な熱量は、mcTと表せる
すなわち、熱量をQとすると、『Q=mcΔT』である。
また、熱容量C[J/K]とは物体の温度を1K変化させるのに必要な熱量であるから、物体の温度をT[K]変化させるのに必要な熱量Qは、『Q=CΔT』とあらわせる。
まとめると、『Q=mcΔT=CΔT (Qは熱量、mは質量、cは比熱、Cは熱容量、Tは温度』
熱量保存則がある。この法則とは、『得た熱量=失った熱量』になる、という法則である。
今回、熱量を得た、すなわち、温度が上がったのは、熱容量40J/Kの20.0℃の熱量計と20.0℃の水200gだけである。
今回、熱量を失った、すなわち、温度が下がったのは、73.0℃の金属球60gだけですよね。
では、得た熱量を公式に当てはめて計算する。
熱容量40J/Kの熱量計が得た熱量は、Q=CΔTより、40×(23.0-20.0)
20.0℃の水200gが得た熱量は、Q=mcΔTより、200×4.2×(23.0-20.0)
失った熱量を公式に当てはめて計算する。
73.0℃の金属球60gが失った熱量は、Q=mcΔTより、60×c×(73.0-23.0)
熱量保存則『得た熱量=失った熱量』より、
40×(23.0-20.0)+200×4.2×(23.0-20.0)=60×c×(73.0-23.0)
1.2×10^2+2.52×10^3=3.0×10^3×c
2.64×10^3=3.0×10^3×c
c=0.88
以上より、答えは0.88[J/(g・K)]
(2)逃げた熱量=全体の温度が23.0℃の時の熱量-全体の温度が22.0℃の時の熱量
ですよね。なので、全体の温度が23.0℃の時の熱量と全体の温度が22.0℃の時の熱量をそれ
ぞれ求めればよい。
全体(熱量計と水と金属球)の温度が23.0℃の時の熱量
23.0℃の熱量計が持つ熱量は、Q=CΔTより、40×23.0[J]
23.0℃の水が持つ熱量は、Q=mcΔTより、200×4.2×23.0[J]
23.0℃の金属球が持つ熱量は、Q=mcΔTより、60×0.88×23.0[J]
以上より、全体の温度が23.0℃の時の熱量は、40×23.0+200×4.2×23.0+60×0.88×23.0[J]
全体(熱量計と水と金属球)の温度が22.0℃の時の熱量
22.0℃の熱量計が持つ熱量は、Q=CΔTより、40×22.0[J]
22.0℃の水が持つ熱量は、Q=mcΔTより、200×4.2×22.0[J]
22.0℃の金属球が持つ熱量は、Q=mcΔTより、60×0.88×22.0[J]
以上より、全体の温度が22.0℃の時の熱量は40×22.0+200×4.2×22.0+60×0.88×22.0[J]
以上より、
逃げた熱量=40×23.0+200×4.2×23.0+60×0.88×23.0-(40×22.0+200×4.2×22.0+60×0.88×22.0)
=40×(23.0-22.0)+200×4.2×(23.0-22.0)+60×0.88×(23.0-22.0)
=40×1.0+200×4.2×1.0+60×0.88×1.0
=約9.3×10^2[J]
分からなければ質問してください
こんなにたくさん…!ありがとうございます!
とても助かります!
(2)の、Q=mc⊿TのTがそれぞれ23.0℃と22.0℃になるのはどうしてですか?
お願いします。