熱力学の問題

問1、-20℃の氷を0℃の水にするために必要な単位体積当たりの熱量の求め方と、問2、0℃の氷を0℃の水にするために必要な単位体積当たりの熱量の求め方の2つが分かりません

申し訳ありませんが、計算式等詳しく教えていただけるとありがたいです
よろしくおねがいします

No.3 回答者： konjii 回答日時： 2018/11/28 09:37

問１氷の比熱は2.09kJ/kg・Kから、－２０℃から０℃にするのに４１．８kJ/kg、０℃の氷から０℃の水にするのに333.6kJ/kgかかります。

　　よってO．917＊４１．８kJ/Ｌ＋O．917＊333.6kJ/Ｌ＝O．917＊３７５．４kJ/Ｌになります。
問２氷の融解熱は333.6kJ/kg（日本冷凍空調学会）と決まっています。従ってO．917＊333.6kJ/Ｌになります。

O．917は氷の比重です。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2018/11/27 17:24

氷の比熱と融解熱の値が必要です。

通常、問題で与えられると思います。

氷の比熱は、水とは異なり 2.1 [J/g･K] です。これは通常は問題で与えられるので、暗記しなくともよいでしょう。
（水の比熱 4.2 [J/g･K] は、熱の仕事当量に相当する値なので、暗記しておくべきでしょうね）
氷の融解熱は、334 [J/g」。これも通常は問題で与えられるので、暗記しなくともよいでしょう。

＞問1、-20℃の氷を0℃の水にするために必要な単位体積当たりの熱量の求め方

通常、「体積当たりの熱量」で論じることは少ないと思いますが。（「計算問題」としての「演習問題」でしょうか？）

-20℃ の 1.0 g の氷を、0℃ の氷にするための熱量：
　2.1 [J/g･K] * 1.0 [g] * [ 0 - (-20) ] [K] = 42 [J]

0℃ の 1.0 g の氷を、0℃ の水にするための熱量：
　334 [J/g] * 1.0 [g] = 334 [J]

よって、-20℃ の 1.0 g の氷を、0℃ の水にするための熱量：
　42 [J] + 334 [J] = 376 [J]

これは「1 g の」ですが、水および氷の密度を 1.0 g/cm³ とすれば、-20℃ の 1 cm³ の体積の氷を、0℃ の水にするための熱量は
　376 [J]
ということになります。
（厳密に計算したいのであれば、各々の温度での必要な有効桁数の「密度」の値を使ってください）


問2、0℃の氷を0℃の水にするために必要な単位体積当たりの熱量の求め方

これも上と同様、「体積当たりの熱量」で論じることは少ないと思います。

上に記載したとおり、0℃ の 1 cm³ の体積の氷を、0℃ の水にするための熱量は
　334 [J]
ということになります。

No.1 回答者： angkor_h 回答日時： 2018/11/27 14:57

問2　0度の氷を0度の水にするためのエネルギーを把握してください。

問1　氷の比熱を把握して下さい。後は、問2の分を加算すれば良いです。
両者ともに、暗記すべき基礎数値の応用です。