こんにちは。受験の問題で分からない点がありましたので
質問したいことがあります。
先生は整数になるとおっしゃっていたのですが、なかなか整数の答えにならず困惑しております。
中学生の理科の問題の比熱と熱容量(熱量の保存について)です。
以下問題
「80℃の鉄球を、20℃の水の中にいいれると、60℃で安定な温度となった。水の質量と鉄の質量はそれぞれ何gか?ただし水と鉄球の合計の質量は220gであったとする。熱量の保存の法則が成り立つことを前提として求めよ。(鉄の比熱を0.4、水の比熱を4.2とする)」
という問題です。
おそらく、水の質量をxgとおいた場合、鉄球の質量は(210-x)gとなるのではないかと思いますが、その後の展開が分かりません><
熱容量を求める公式は 質量×比熱です。
熱量を求める公式は 熱容量×温度が変化した数と学習しました。
テストが近いので、ご回答・アドバイスいただけると幸いです。
よろしくおねがいします
A 回答 (3件)
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No.3
- 回答日時:
>鉄球の質量は(210-x)gとなるのではないかと思いますが
(220-x)gの間違いですね。
20度の水が60度まで上昇したのですから、水の質量をxとしたとき
水の得た熱量は (60-20)×4.2×x ・・・・・・・・・・(1)
鉄の失った熱量は (80-60)×0.4×(220-x) ・・・・(2)
熱量保存の法則から、
式(1)=式(2)
が成り立つちます。
答えはちゃんと整数になります。
それにしても普通、鉄の比熱は0.1
水の比熱は1ぐらいのはずなんですけど?
No.1
- 回答日時:
水の温度は60-20=40度上昇しました
鉄の温度は80-60=20度低下しました
水の温度上昇に必要な熱量は、比熱×温度×水質量ですから
4.2×40×水質量となります。頭を計算して
168×水質量です。
一方、鉄の温度が下がった分の放出熱量は
0.4×20×鉄質量です別の書き方をすれば
0.4×20×(220-水質量)ですね
括弧を外せば
1760-8×水質量
です
これが同じになるので
168×水質量=1760-8×水質量
左辺に水質量を異動すると
168×水質量+8×水質量=1760
なので、
176×水質量=1760
となり
水質量=10(g)
が分かります。
これが同じなので
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