潜熱と状態変化

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イントロ

潜熱と温度が変わらない加熱

熱を加えても温度が上がらない時間がある

状態変化中に加えた熱は、温度を上げるだけでなく粒子どうしの関係を変えるために使われます。そのため、加熱していても温度が一定に見える区間があります。

定義

公式

では、ではを使います。

潜熱

Q = mL

質量mの物質が状態変化するときに出入りする熱量Qを求めます。

使うときのコツ

温度が変わる場面ならmcΔT、状態変化ならmLを疑います。

解くコツ

問題文に『融ける』『沸騰する』などがあれば、状態変化中かを先に確認します。

比較

場面温度が変わる

場面状態が変わる

場面加熱のグラフ

温度変化か状態変化かを先に見分けると、式を選びやすくなります。

手順

例

場面: 0℃の氷10gを融かす。融解熱を330J/gとする。
順に考えると: 氷が水になる状態変化なので、Q = mL を使います。m = 10g、L = 330J/g を入れると、Q = 10 × 330 = 3300J です。この計算は氷を融かす分だけを見ているので、融けた後の水をさらに温める熱量は別に Q = mcΔT で考えます。温度が0℃のままでも、状態変化のために熱が必要です。
ここが結論: 氷を融かすのに必要な熱量は3300Jです。

注意

確認

沸騰中の水に熱を加えても温度が上がりにくい主な理由はどれですか。

確認

氷が0℃で融けている間に加えた熱の主な使い道はどれですか。

まとめ

次に進む

理解がつながる順で、次のトピックへそのまま進めます。

熱の伝わり方を、伝導・対流・放射の3つに分け、身近な例から見分けられるようにします。