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25_80 物理基礎:物理現象とエネルギーの利用 / 物理基礎:熱と温度

物理基礎 熱容量の計算

著者名: 藤山不二雄
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熱容量とは

物体の温度を1(K)上げるのに必要な熱量を、その物体の熱容量と言います。ここではその熱容量の計算の方法、そしてそこから熱量を求める方法を説明していきます。

熱容量の求め方

質量が「m()」、比熱が「c」の物体の熱容量「C」は次のように計算します。
熱容量=質量(m)×比熱(c)

※単位にきをつけましょう。質量は「g」で表します。「kg」ではないです。

熱量の求め方

そしてこの物体の温度をT1(K)からT2(K)まで上昇させるのに必要な熱量Q(cal)は次のように表せられます。
熱量(Q)=熱容量(C)×上昇させる温度(T2-T1)
=質量(m)×比熱(c)×上昇させる温度(T2-T1)

すなわちここでは、
の計算で求めることができます。

これが熱容量、そして熱量を求める計算方法です。

問題

500mlの水を10℃から50℃まで加熱した.このときの熱量を求めよ.水の比熱は1cal/(g・K),比重は1g/mlとする.


解法

水の重さ

水の比重が1g/mlであることから、水の重さは500mlで500gとなります。仮に比重が1ではなかったら、「ml」=「g」と単純に変換できませんので気をつけましょう。

上昇させた温度

そして10℃から50℃まで温度を上げたので、上昇させた温度は40℃です。

計算

質量比熱上昇させた温度がわかりましたので、あとは先程の公式に当てはめて計算するだけです。

Q=500×1×40=20000(cal)

単位はcalで出てきます。
1kcal=1000calなので
20000cal=20kcal
となります。
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『チャート式 新物理ⅠB・Ⅱ』 数研出版

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