80度の水1kgと20度の水2kgを混合した水の温度を求めよ。ただし水の比熱C＝4.2×10の三乗J

80度の水1kgと20度の水2kgを混合した水の温度を求めよ。ただし水の比熱C＝4.2×10の三乗J/kg・Kとする。という問題が分かりません。

解答を教えてください！

No.1 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2018/03/06 22:32

水の比熱すら不要ですね。

0℃ を基準にすれば、
・80℃、1 kg の持つ「熱」は 80(℃) * 1(kg) = 80(℃･kg)
・20℃、2 kg の持つ「熱」は 20(℃) * 2(kg) = 40(℃･kg)
合計の「熱」は
　80 + 40 = 120(℃･kg)
合計の「重さ」は
　1(kg) + 2(kg) = 3(kg)
ですから、温度は
　120(℃･kg) ÷ 3(kg) = 40(℃)
ですね。

答：40 ℃

No.3 回答者： yhr2 回答日時： 2018/03/07 14:55

No.1です。

この問題は、本来であれば #2 さんのような「熱量計算」をするのが「正しいよゐこ」のやり方なのですが、No.1では「水の比熱すら不要ですね」と書いたように、単純な「加重平均」で求まるということで、その計算を示しました。

80℃ と 20℃ を質量比 1:2 で混合した、という
　(80[℃] * 1 + 20[℃] * 2) / (1 + 2) = 40[℃]
の計算です。

No.1に示したのは、ただこれだけのことです。

当然ながら、「℃･kg」などという物理量や単位はたいした意味を成しません。
実際の「物理量」や「単位」は度外視して考えてください。

No.2 回答者： konjii 回答日時： 2018/03/07 12:04

水の温度８０℃の１ｋｇの熱量は水の比熱４．２×１０^3J/kg・Kより（２７３．１５＋８０）×１×４．２×１０００＝１．４８×１０^6J

水の温度2０℃の2ｋｇの熱量は水の比熱４．２×１０^3J/kg・Kより（２７３．１５＋2０）×2×４．２×１０００＝2．４6×１０^6J
合計３．９４×１０^6J/３kg（３ｋｇ当たり）です。この値の１/3を水の比熱C＝4.2×10の三乗J/kg・Kで割ると1.313×１０^6J/kg÷4.2×10^3J/kg・K=313K=40℃です。
物理の計算は次元（J/kg・Kのこと）を統一しながら計算しないととんでもない値になったりするので注意ですよ。