イントロ
熱量・熱容量・比熱
同じ熱でも、温まり方は同じではない
温度を上げるのに必要な熱量は、物体の量、物質の種類、温度変化で決まります。比熱は、物質ごとの温まりにくさを表す大切な量です。
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定義
- とは、物質1kgのを1K大きくするために必要なです。
- 見分けるポイント
- 物質ごとの値であり、物体全体について表すとは区別します。
公式
温度変化に必要な熱量
がある物体へが移るとき、質量・物質の性質・温度の変化から量を求めます。
熱容量
Q = CΔT
物体全体をΔTだけ温める熱量を求めます。
- Q熱量
- C熱容量
- ΔT温度変化
比熱を使う式
Q = mcΔT
質量m、比熱c、温度変化ΔTから熱量を求めます。
- m質量
- c比熱
使うときのコツ
℃の差とKの差は同じ大きさとして使えます。
熱容量と比熱
C = mc
物体全体の熱容量は、質量と比熱から決まります。
解くコツ
式に入れる前に、質量、比熱、温度差の単位をそろえます。
比較
| 量 | 見る対象 | 意味 |
|---|---|---|
| 熱量 Q | は移動した | 単位はJ |
| 物体全体 C | は物体全体についての量 | 質量にも依存する |
| 比熱 c | 物質1kg当たりの量 | 物質ごとに決まる |
量熱量 Q
- 見る対象
- は移動した
- 意味
- 単位はJ
量物体全体 C
- 見る対象
- は物体全体についての量
- 意味
- 質量にも依存する
量比熱 c
- 見る対象
- 物質1kg当たりの量
- 意味
- 物質ごとに決まる
物体全体についての量と、物質1kg当たりの性質を分けます。
手順
計算の順番
- 1
質量 m を確認する
- 2
比熱 c を確認する
- 3
温度差 ΔT を出す
- 4
Q = mcΔT に代入する
例
- 場面
- 水100gを5Kだけ温める。水の比熱を4.2J/(g K)とする。
- 順に考えると
- Q = mcΔT に m = 100、c = 4.2、ΔT = 5 を入れます。Q = 100 × 4.2 × 5 = 2100J です。ここではgとJ/(g K)がそろっているので、そのまま計算できます。温度差は5℃の上昇でも5Kとして同じ大きさで使えます。
- ここが結論
- 必要な熱量は2100Jです。式を使う前に、温度が変わるだけの場面か、状態変化を含む場面かも確認しておきます。
注意
比熱が大きいほど温まりやすい、ではない
確認
確認テスト 1
Q1
比熱が大きい物質の説明として近いものはどれですか。
確認
確認テスト 2
Q1
Q=mcΔTで、mだけを2倍にすると必要な熱量Qはどうなりますか。
まとめ
まとめ
- 1
の単位はJです
- 2
熱容量は物体全体の温まりにくさを表します
- 3
比熱は物質ごとの温まりにくさを表します
- 4
温度変化ではQ=mcΔTを使います
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