右図は, -20℃の氷にゆっくりと熱を加えた
ときの温度上昇の様子を表している。 水の比熱を
4.2J/(g・K) とする。
(1) グラフが横軸に平行になっている部分では,
熱を与え続けているのに温度上昇が見られない。
その理由を答えよ。
(2) この氷の質量は何gか。
(3) この氷の比熱は何J/(g・K) か。 また, この氷の融解熱は何J/g か。
(4) この氷がすべて 50℃の水になったときに熱を加えるのをやめた。 その水と
70℃の水 300gとを混合した。 全体の温度が一様になったとき 水の温度は何℃
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この氷が融けてすべて水に
なったときも質量はm 〔g〕のま
まである。
●センサー 30
比熱c[J/(g・K)〕 や熱容量
C[J/K] を用いた熱量Q [J]
の表し方
Q=mcAT
Q=CAT
センサー 31
融解熱または蒸発熱 L [J/g]
を用いた熱量 Q[J] の表し方
Q=mL
温度
30
(°C) o
-20
04.2
37.8 50.4
熱量 ×10°〔J〕
解答 (1) 熱が0℃の氷 (固体) から 0℃の水(液体) へ状態を変
化させるために使われるので温度が上昇しない。
(2) 氷の質量をm〔g〕 とする。 水が温度上昇している部分に注
目すると Q=mcAT より.
(50.4-37.8) ×10°=m×4.2x (30-0)
したがって, m=100〔g〕
(3) 氷の比熱をc[J/(gK)〕 とすると,Q=mcAT より.
(4.2-0) x 10³ = 100 xcx 10-(-20)}
分に注目すると,Q=mLより
(37.8-4.2)x 10°= 100 × L
したがって, L=336≒ 3.4×10²〔J/g]
したがって, c = 2.1 [J/(g・K)〕
また、氷の融解熱をL[J/g] とする。 氷が融解している部
