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数学 中学生

問2〜問5までやり方教えてください

¥4 物質の温度による変化について調べる実験を行った。これらをもとに,以下の各問に答えなさい。 ただし、液体の水の密度を1.0g/cm²とする。. [実験Ⅰ] ポリエチレンの袋に,できるだけ空気を入図1 れないようにして2.cm ² の液体のエタノールを入れ、 90℃の湯をかけたところ, 図1のように、エタノール を入れた袋は大きくふくらみ, 液体のエタノールはま ったく見えなくなった。 図2 [実験Ⅱ] 20cm の氷と20cmの固体のロウを2つの同じプラスチッ グのカップにそれぞれ入れて, 質量を測定すると, 氷を入れたカッ プのほうが大きかった。 図2のように60cm²の水を入れたカップ A,Bと60cm²の液体のロウを入れたカップC, Dを用意し, カッ プA, C20cmの氷, カップ B, Dに20cm²の固体のロウを入れる と、 カップA, B で氷と固体のロウは水に浮き, カップC,Dで氷 と固体のロウは液体のロウに沈んだ。 ポリエチ レンの袋 液体の エタノール PASSAT 水 ポリエチ レンの 氷 のを、右のア〜エから1つ選び, その符号を書きなさい。 ただし、図中の点線は固体のロウが沈んでいるときの液 体のロウの液面を表している。 固体のロウ 液体のロウ 問1 実験で、エタノールを入れた袋が大きくふくらんだのは、エタノールの粒子にどのような変化 があったからか。 簡単に書きなさい。 問2 実験Ⅰで, 液体のエタノール2cm ² の質量は何gか, 求めなさい。 ただし, 液体のエタノールの ・密度を0.79g/cm²とする。 実験1で,気体のエタノールの体積は何cm² と考えられるか, 求めなさい。 ただし, 袋の中の気 体の状態のエタノールの密度を0.0016g/m²とし, 袋の中にはエタノール以外の物質はふくまれて いないものとする。 4 実験ⅡIの結果から,次のア~エの物質を密度が大きい順になるよう, 左から符号を並べなさい。 ア水イ 氷 ウ液体のロウ 固体のロウ 5 実験ⅡIが終わったあと, カップA, Dをそのまま放置すると, カップAの氷はすべてとけて水に なり、カップDのロウはすべて固体になった。 (1) このときのカップAの水の質量は78.4gになった。 氷の密度は何g/cm² か, 求めなさい。 (2) このときのカップDの液面の断面として最も適切なも ア I

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物理 高校生

(1)で、なんで氷から水蒸気ではなく水のところだけを考えるんですか??

発展例題11 氷の比熱 質量 400gの氷を熱容量120 JK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/(gK) とする。 DN (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J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, 温度(°C] 20 --- 0 /32 254 314 時間 [s] * 30 -20 WHO aflε-E (2) 04 (3) 氷の比熱は何J/ (g・K) か。 発展問題 (18×103)×(20-0) =Qx (314-254) * BLACO 4,001 がい Q=6.0×102 J (2) 32~254sの間に氷はすべて融解した。 氷1g P を融解させるのに必要な熱量をx〔J〕 とすると, 400×x=(6.0×102)×(254-32) x =3.33×102J 3.3×102J (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, (400Xc+120) ×{0-(-20)} =(6.0×10²) x (32-0) c=2.1J/(g・K)

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