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物理 高校生

熱についてです (1)と(2)の解き方を詳しく教えていただきたいです また、(1)の400×4.2+120は温度である20も入れて400×4.2×20+120にならない理由もあわせて教えていただきたいです  よろしくお願いします

発展例題11 氷の比熱 質量400gの氷を熱容量 120J/Kの容器に入れ, 容器に組みこんだヒーターで熱すると、 全体の温度 は図のように変化した。 熱は一定の割合で供給され すべて容器と容器内の物質が吸収したとし, 水や氷 の水蒸気への変化は無視できるものとする。 また, 水の比熱を4.2J/ (g・K) とする。 (1) ヒーターが供給する熱量は毎秒何Jか。 (2) 氷1g を融解させるのに必要な熱量は何か。 指針 (1) 254s以降の区間では,氷はす べて水に変化している。 水と容器の温度上昇に 必要な熱量から、ヒーターが毎秒供給する熱量 を求める。 (2)温度が一定の区間 (32~254s) では,供給さ れた熱量はすべて氷の融解に使われる。 これか ら、氷1gの融解に必要な熱量を求める。 (3) 氷と容器の温度が上昇する区間 (0~32s)で, 温度上昇に必要な熱量から、 氷の比熱を求める。 【解説 (1) 水と容器をあわせた熱容量は, 400×4.2+120=1.8×10°J/K 254~314sの間に供給された熱量で,水と容器 の温度が0℃から20℃まで上昇するので, ヒー ターが毎秒供給する熱量を Q[J] とすると, 20 0 -20 ●温度(℃) →発展問題 177 /32 254 314 時間 (s) (3) 氷の比熱は何J/ (g・K) か。 (1.8×10)×(20−0)=Qx (314-254) Q=6.0×102J (2)32~254sの間に氷はすべて融解した。 氷1g を融解させるのに必要な熱量をx 〔J] とすると, 400×x=(6.0×10^)×(254-32) x=3.33×102J 3.3×103J (3) 氷の比熱をc [J/ (g・K)〕 とすると, 氷と容器 をあわせた熱容量は, 400×c+120[J/K] 0~32sの間に供給された熱量で、氷と容器の 温度が20℃から0℃まで上昇するので, (400×c+120) x{0-(-20)} =(6.0×102) x (320) c=2.1J/ (g・K) ※展問題

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理科 中学生

(3)の解き方を教えてくださる方いませんか🙇🙌💭

34 第1章 身のまわりの物理現象 発展問題 ばねを利用したはかりを使って実験を行った。ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさを (徳島) INとし, ばねの質量は考えないものとする。 あとの問いに答えなさい。 【実験】 ① 2000g用の台ばかりの側面の部分を開けて調べたところ、内部には、ばねが1本あった。 図1は、台ばかりのようすを模式的に表したもので、ばねの長さは13.5cmであり、針は0g を指していた。 図 1 図2 図3 台 歯車を回転 させる金具 F000000 13.5cm 針 0000000 針 1800g C1600g] 14006 1200g 600g 歯車 歯車 ばねと台をつなぐ金具 ばねと台をつなぐ金具 ②台ばかりの台に 500gのおもりを のせ、このときのばねの長さを調べた ところ, 14.0cm であった。 その後, おもりの質量(g) ばねの長さ(cm) 0 13.5 500 1000 1500 2000 14.0 14.5 15.0 15.5 おもりの質量をかえて,同様の実験を行った。 表は,その結果をまとめたものである。入 ③ ばねを台ばかりからとり外し、ばねに力が加わっていないときのばねの長さを測定したとこ ろ, 12.5cmであった。 実験で使った台ばかりを、 図2は横から,図3は前から見て、そのしくみの一部を模式的に 表したものである。このばねは,上端が固定され、下端は上下に動く金具とつながっている。 このばねがのびると, 図3のように歯車を回転させる金具が下がり, 針が回るようになっている (1) 図2のように,台ばかりの台に何ものせていないときにも、図4 台や金具の重力が, ばねにはたらいている。 台ばかりの台に 何ものせていないとき, ばねにはたらいている力の大きさは 何Nか。 [ ] 14.0 (2)表をもとに,台にのせたおもりの質量と, ばねののびとの 関係を表すグラフを図4にかきなさい。 ただし, ばねののび はばねに力が加わっていないときのばねの長さからののび とする。 ばねののび ば3.0 2.0 [cm] 1.0 0 (3)図5は1000g用の台ばかりの目盛りの一部を示している。 実験で使った台ばかりの目盛りを図5の目盛りにし、さらに ばねをかえて1000g用の台ばかりをつくることにした。その ためには、台に何ものせていないときに針が0g を指し,台 に1000gのおもりをのせたときに針を360°回転させるばね が必要である。このばねに力が加わっていないとき, ばねの長さは何cmか。 ただし、目盛り 0 1kg 100g 900g 0 500 1000 1500 200 台にのせたおもりの質量[g] 図5 ばね以外の条件は変えないものとする。 [

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