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物理 大学生・専門学校生・社会人

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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物理 高校生

どなたか“?”マークのついているところ教えてください!!

被習4 周囲を断熱材で囲んだ熱量計を用いて,鉛の比熱を 測定する実験を行った。 銅の容器と銅のかきまぜ棒 の質量はあわせて100g, 温度計の熱容量は10J/Kで ある。容器の中に水300gを入れ, しばらく放置した ところ,水温は22.0℃になった。そこへ100℃に 熱した200gの鉛球を入れ, よくかき混ぜてから温度 を測定したところ, 23.5℃になっていた。 水の比熱を 4.2J/(g-K), 銅の比熱を0.39J/(g·K) として, 次の 各問いに答えなさい。 銅製かき まぜ棒 温度計 水 鉛球 (1) 銅の容器とかきまぜ棒をあわせた熱容量はいくらか。 (2)。銅の容器とかきまぜ棒、」温度計,。水をあわせた全体の熱容量はいくらか。 (3)新の比熱をc (U/(g-K)] として, 鉛球が失った熱量をcを用いて表しなさい。 (4)鋼の容器とかきまぜ棒,b温度計L水の全体が得た熱量はいくらか。 (5) 鉛の比熱c(J7 (g-KO] を求めなさい。 練習3 熱容量量80J/Kの容器に200gの氷を入れ, しばらくすると全体の温度が一20℃と なった。この容器に毎秒300Jの熱を加える。 熱は外部に逃げないものとして, 次の各問いに答えなさい。 (3)(1) 熱を加えてから, 氷が溶け始めるまでの時間はいくらか。ただし, 氷の比熱を 2.0J/(g-K) とする。 2)(2) 氷が溶け始めてからすべての氷が溶けるまでに, 220sの時間を要した。 氷の融解熱はいくらか。 ただし、 この間、 氷と水、 容器の温度は0℃のままと する。

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