熱とエネルギーについて聞きたいです。

締切済

質問者：yukitti
質問日時：2001/11/09 12:50
回答数：1件

窓や扉は閉まっているが隙間から、空気が出入りしている部屋に電気ストーブが合って、ストーブをつけると、5℃上昇したんです。この時、部屋の空気は理想気体の状態方程式にしたがっているみなす事にします。
　この時の部屋の中にある空気の持つ全エネルギー（部屋の中にある全空気分子の運動エネルギー）は、ストーブをつける前後で、どう変化するんですか？その理由も教えてください。お願いします。

通報する

この質問への回答は締め切られました。

質問の本文を隠す

回答 (1件)

最新から表示
回答順に表示

No.1

回答者： brogie
回答日時：2001/11/10 00:24

質問の意図が何処にあるか、解りかねますので、少しヒントを書いておきます。

理想気体については以下の性質があります。
ｄU＝Cv*ｄT
dU：内部エネルギーの変化
Cv：定容モル比熱
ｄT：温度変化

ｐV＝ｎRT
ｐ：圧力
ｎ：モル数
R：理想気体定数
T：絶対温度

Cp－Cv＝R
U＝(3/2)RT・・・・・1原子分子の内部エネルギー
U＝(5/2)RT・・・・・２原子分子の内部エネルギー
Cv＝(7/2)R・・・・・２原子分子の定容モル比熱
Cp＝)9/2)R・・・・・２原子分子の定圧モル比熱
空気は2原子分子です。

外気と通じていますから圧力は一定でしょう。
ｐV＝ｎRTから部屋の空気のモル数ｎが求まり、
定圧モル比熱Cpを用いて、増加した熱量(Q＝ｎ*Cp)を求めると、
それが全エネルギーになるでしょう。

参考URL：http://www2c.airnet.ne.jp/phy/phy/35.html#1

- 0
- 件

通報する

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう！

質問する（無料）

専門家回答数ランキング

専門家

※過去一週間分の回答数ランキングです。

質問する（無料）

他の専門家の回答をチェック

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q解離エネルギー、結合エネルギー、イオン化エネルギー

解離エネルギー、結合エネルギー、イオン化エネルギーの違いとは何ですか？
また、金属のこれらの値が載っているサイトや本があれば教えてください！
お願いします

Aベストアンサー

結合エネルギーとイオン化エネルギーは全く違います。
結合エネルギーというと、たとえばH3C-CH3という分子（エタン）があったとして、このC-C結合が均等に解裂する場合に必要なエネルギーがC-C単結合の結合エネルギーです。
ようするに、共有結合が均等に切れて（ホモリシス）、二つのラジカルができるときに必要なエネルギーです。

一方、H3C-CH3のイオン化エネルギーというと、この分子から電子を一個飛ばしてエタンのラジカルカチオンを作るときに必要なエネルギーです。
H3C-CH3 -> [H3C-CH3]+ + e^- (...続きを読む

他の回答も見る

Qエネルギーの出入り（物質の状態変化）

　固体、液体、気体が別の状態に変化するときにはエネルギーの
出入りがありますが日常的な現象として参考書に

　　１）氷を浮かべて飲み物を冷やすこと、
　　２）アルコールを手に付けると涼しく感じられる事

　と、記載されているのですが、平たく言うと上記のように冷たくないものが
　冷たく感じられる（熱を吸収する）時の事だけをエネルギーの出入りがあると
　いうのでしょうか？

　サッカーボールに空気を入れる際、注入口が熱くなることはエネルギーの出入りが
　ないのでしょうか？
　どなたかわかりやすくご教授ください。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

「固体、液体、気体が別の状態に変化するときにはエネルギーの出入りがある。」
これは「潜熱」という熱の出入りを説明しているのです。
たとえば0℃の氷が溶けて0℃の水になるとき。温度は変わりませんが、ここでは氷に熱が注入されることによって溶けている（固体が液体に変化した）のです。
氷1gが溶けるのに必要な熱量は約330ジュール（＝80カロリー）です。

しかし、熱の出入りは「潜熱」（温度変化を招かない、隠れた熱という意味）だけではありません。例えば1gの水に1カロリーの熱を加える（与える、吸収させるといってもいい）、温度が1℃上昇します。
例）20℃の水1gに1カロリー加えると温度は21℃に上昇する。
です。
この逆も成り立ちます。氷を浮かべたジュースの温度が下がるのはジュースから熱が奪われた（出て行ってしまった）からですね。
こちらは「顕熱」（目に見えてわかる、温度変化を招く熱）といいます。

このように「温度が変化する」ということはすべて「熱の出入りがある」ということです。

さて、では「熱」とはなんでしょうか。いったい実体として何が「出入り」するのか？。
その答えは「エネルギー」です。
金槌で石を何度も殴ったことありますか？。金槌も石も非常に熱くなります。この熱はいったいどこから入ったのでしょう。
それは「石を叩いた」というエネルギーが石の温度上昇という「熱」に変わっただけのことです。
難しく例えなくても「摩擦熱」というものを思い出せばわかるでしょうか。
「運動のエネルギー」→「温度」となるのです。またこの逆もあり得ます。

ご質問の「サッカーボールに空気を入れる際、注入口が熱くなる。」時、ポンプを大変なエネルギーを掛けてピストンさせてますね。そのエネルギーが内部の空気の温度上昇となり、ついでに口金まで熱くなるのです。

ところで、ご質問の参考書？項目は、最初に述べたように「潜熱」に関する説明だと思われます。
この場合、「サッカーボールの例」のような「顕熱」のことは頭から切り離した方が宜しいかと思いますが。

他の回答も見る

Q自由エネルギーと理想気体

教科書に、
温度一定の条件では
dG=V dP
であり、理想気体の法則PV=RTを代入して式を整理すると、
dG=RT d lnP
となるとあるのですが、
どのように計算すれば良いのでしょうか？

Aベストアンサー

lnPをPで微分すると1/Pになること
　dlnP/dP= 1/P
に気付くと
　(1/P)dP = dlnP
となることが分かると思います。

他の回答も見る

Q分子レベルのエネルギーの高低の存在理由

分子レベルでエネルギーの高い分子と低い分子が存在するのはなぜですか？人間社会でもエネルギーの強い人とそうでない人がいますが、ちょっと不思議に思います。例えば水の分子でもエネルギーの強い水分子は低温でも気化しやすいと伺いました。ご教示いただければ幸いです。

Aベストアンサー

たくさんの分子が動き回っていて，ぶつかり合っている状況を考えると，あたり具合によっては大きな運動エネルギーを持つものも出てくるでしょうし，そうでないものも出てくるでしょう．
エネルギーの高低は，個々の分子についてみれば時々刻々と変わるもので（ぶつかり合いによってエネルギーが受け渡しされるから）あるということに注意すべきでしょう．

他の回答も見る

Q５５℃５０％RHの空気条件を作る方法教えてください

長さ３０ｍ×幅５ｍ×高さ２ｍの空間で、５５℃５０％RHの空気が作りたいのです。

その空間内で４８万Jの熱容量の物体をこの条件下で４８時間さらしたい要求があり、急遽簡易ブースを作って、その物体を囲い、加温加湿をしたいのです。

この物体がコンタミを嫌うので、空間内は灯油やガスなどの燃焼系が使えず、電気ヒータで空気の加熱を考えています。

ただ加湿器を調べると４０℃の環境までしか設置できず、電気ヒータの熱で水を張った容器の水を蒸発させて加湿できないかなと思っています。ただこの蒸発量というか加湿に必要な水の面積や供給量の計算方法が良く判りません。

また自然加湿の場合、単に容器に水を張るのが簡単でしょうが、他に簡単でよい方法ありませんか？膨大な面積が必要な感じがして、本当に必要な水の入った容器面積が確保できるのかも自信がありません。

どなたか判る方お教えください。よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

そうなると，動的にモニタするしかないですね．
ブース内は十分に攪拌，湿度計をおいて湿度をモニタし，その値が所定値近辺になるように，送風口でミストを継続噴霧あるいは電熱器でお湯を沸かして，ということを行うしかないでしょう．湿度コントロールは，48時間くらいなら諦めて人間が交代でやるというのもアリでしょうね．加湿用の電熱器のオンオフくらいでいいでしょう．ただ，一カ所では制御しきれないと思いますよ．測定も加湿制御も何カ所かでやらないと．
加湿しすぎについては，密閉系ではないのでその温度なら加湿を切れば下がる方向にいやでもいくでしょうから，あまり気にしなくていいと思います．

他の回答も見る

ページトップ