温度と熱量Q=mcΔT

temperature-heat
物質の温かさや冷たさの度合い.}高温物質から低温物質へ移動するエネルギー.\ その量を熱量という.   比熱[J/(g・K)]  物質1gを1K温度上昇させるのに必要な熱量[J].  質量${m}$[g],\ 比熱${c}$[J/(g・K)]の物質が${Δ T}$[K]温度上昇したときに吸収した熱量 まずは温度と熱の違いを確認する.\ 「{移動するのは熱である}」ことがとりわけ重要である. 温度は移動しない.\ 熱の移動によって各物質の温度が変化するのである. 比熱の定義から,\ Q=mcΔ t\ が導かれる. 1g},\ 1K}あたりc[J]}なのであるから,\ m[g]},\ Δ t{[K]}ではmcΔ t[J}]となる. Δ tは温度ではなく{温度変化}であることに注意してほしい. 比熱の具体例が次である. 水:4.18J/(g・K)}, アルミニウム:0.90J/(g・K)}, 鉄:0.44J/(g・K)}、 金:0.13J/(g・K)} {比熱が大きい物質ほど温まりにくく冷めにくい.} 比熱が大きい物質は1K}の温度変化により多くのエネルギーの出入りを要するからである. 例えば,\ 水1g}を1K}上昇させるには4.18J}のエネルギーを要するが,\ 金1g}ならば0.13J}で済む. 水100mLが入った断熱容器に固体の水酸化ナトリウム2.0gを入れて溶かしたと ころ,\ 液温が5.2K上昇した.\ 水溶液の体積を100mL,\ 密度を1.02g/cm$³$,\ 比熱を 4.2J/(g・K)とするとき,\ 固体の水酸化ナトリウムの溶解熱を求めよ.\ ${NaOH}=40$ プロパン{C₃H₈}の燃焼によって,\ 温度20℃の水10Lを加熱することを試みた.\ プ ロパンを0.010mol/sの燃焼速度で反応させたとき,\ 水の温度が50℃になるのに 必要な時間[秒]を有効数字2桁で答えよ.\ プロパンの燃焼熱は2220kJ/mol,\ 水の 密度は1.0g/mL,\ 水の比熱は4.2J/(g・℃)であるとする.     [北海道大]  発熱量は  $ 水酸化ナトリウム(固)の溶解熱は   水の温度上昇に必要な熱量$Q$は { }必要なプロパンの物質量は  $ 必要な時間は  反応熱を実験で測定したければ,\ {温度変化を測定して熱量に換算}すればよい. 水溶液の体積は100mL}=100cm³であるから,\ その質量は1.02g/cm³100cm³[g]}である. これに比熱と温度変化を掛けると発熱量が得られる.\ 単位はkJ}にするのが普通である. さらに1mol}あたりの発熱量に換算}すると溶解熱となる. {NaOH}2.0g}の物質量は{2.0}{40}mol}なので,\ 1mol}:x[kJ]}={2.0}{40}mol}:2.23kJ}を計算すればよい. 水の質量は1.0g/mL}10L}(単位に注意)であり,\ 比熱と温度変化を掛けて必要な熱量が求まる. 1mol}のプロパンの燃焼によって2220kJ}の熱量が得られる.} を計算するとプロパンの物質量が求まる. また,\ プロパンの燃焼速度は1s}あたり0.010molである.を計算すると必要な時間が求まる.
タイトルとURLをコピーしました