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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

A 回答 (3件)

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。
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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。
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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。
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