Question

鮫嶋

この問題の解き方を教えて下さい

解答がかかれていないので、答えも分かりません

8図のように, 質量30kgのおもりを2つ落下させて, 容器内の回転翼をまわし, 容器内の水
をかき混ぜて,その温度を上昇させる実験を行った。おもりの落下距離が1.0m, 水の質
量が100gのとき, 1回の落下で水の温度は何℃上昇するか。 おもりの落下による仕事は、
すべて水の温度上昇に使われたとし, 水の比熱を4.2J/(g-K), 重力加速度の大きさを9.8
m/s?とする。
ヒント…30kgの物体の重力は30×9.8 Nとなる。 そこから
位置エネルギーを求めると、エネルギーと温度の上昇が比例
関係であることがわかり, 比熱がわかっていたら温度の上昇
も求めることができる。
回転翼
一隔壁

Answer 1

たこ焼き

１回のおもりの落下による仕事は、
仕事=力×移動距離　より、仕事=重力×落下距離
　　　　　　　　　　　　　　=30×9.8×1.0[J]
このエネルギーがすべて水の温度上昇に関わる。
比熱とは、１gあたりの物質の温度が1[K]上昇するのに必要なエネルギーを表す物理量である。
すなわち、水の比熱4.2J/(g・K)とは、水1gの温度が1[K]上昇するのに4.2Jのエネルギーが必要ということ。
すなわち、水100gの温度が1[K]上昇するのには4.2×100Jのエネルギーが必要ということ。
すなわち、水100gの温度がT[K]上昇するのには4.2×100×T[J]のエネルギーが必要ということ。　←Q=mcΔT

よって、30×9.8×1.0=4.2×100×T

後は、これを解くだけ。分からなければ質問してください

鮫嶋

あの、30kgの物体の重力が30×9.8で求まるのは何故でしょうか？

たこ焼き

重力は、質量×重力加速度で求まりますよね？

鮫嶋

そうだったんですね、知りませんでした。