
No.2ベストアンサー
- 回答日時:
比熱の単位をkJ/kg・Kとするなら、1kgの物質の温度を1K=1℃上げるのに必要なエネルギーを表しています。
エネルギー=比熱×質量×上昇温度で求まります。55kJの熱を加えると、氷の温度が-20℃から0℃まで上がり、0℃で氷が水に融解し、さらに0℃の水が20℃まで上がるとなっています。
氷の温度が-20℃から0℃まで上がるのに、必要なエネルギーは2.029×0.1kg×20K=4.058kJ
0℃の水が20℃まで上がるのに、必要なエネルギーは4.1819×0.1kg×20K=8.3638kJ
よって、55-4.058-8.3638=42.5782kJが氷が水に変わるエネルギーとして使われる。融解熱は1molの氷が水に変わるのに必要なエネルギーを表すので、今100g=5.556molが変わるのに42.5782kJかかるので、融解熱は42.5782÷5.556=7.664kJ/molとなります。
データで言えば、水の融解熱は6.008なのですが、それ以上に必要になるのは熱がすべて融解に使われていないためと考えられます。
6.008kJ/molとすると、同じように計算してもらえれば、45.80kJでできます。つまり、55-45.80=9.2kJの熱が使われていないことになります。
回答ありがとうございます。
考え方がとてもわかりやすかったです。
おかげさまでこの問題に関しては完璧に理解できました。
ほんとにありがとうございました。
No.1
- 回答日時:
不必要に細かい数字が使われていますね。
あまり意味のない数字です。
55kJと2桁の数字が出てきていますのでその精度に合わせます。
3つの変化が起こっています。
(1)氷の加熱 -20℃~0℃ 比熱 2.0J/g・K (2)氷の融解 融解熱 QJ/g
(3)水の加熱 0℃~20℃ 比熱 4.2J/g・K
質量は100gですから
(1)の熱量 Q1=100×20×2.0J=4.0×1000
(2)の熱量 Q2=100×QJ
(3)の熱量 Q3=100×20×4.2=8.4×1000
Q1+Q2+Q3=55×1000
これからQが分かります。
Q=32.4×10J
水1モルの質量は18gですから
1モルあたりの融解熱は 5.8×1000J =5.8kJです。
氷の融解熱は6.0kJですから1モルについて0.2kJの差があります。これは熱損失として考えると書かれている量です。
100gでは
0.2×100/18=1.1kJ
です。(これも有効数字で考えると1kJとしか言えないでしょう。)
加えた熱量が55kJとなっていますのでこんな事になりました。ほかの数字をいくら細かく与えてもこの数字の精度が不足していると無駄になります。
回答ありがとうございます。
考え方がわからなくて困っていたのでほんとに助かりました。
0℃までは氷、0℃で融解、それ以降は水ってことにすぐ気づけばどの比熱を用いるとかわかるんですね。
ほんとに助かりましたありがとうございます。
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!
似たような質問が見つかりました
- 物理学 【 物基 熱 】 問題 20℃の水1000gの中に0℃の氷200gを 入れてしばらくすると,氷はすべ 1 2022/07/23 14:36
- 物理学 【 物基 熱 】 問題 20℃の水1000gの中に0℃の氷200gを入れてしばらくすると、氷はすべて 2 2022/08/04 13:22
- 工学 ケトルのお湯 6 2022/08/03 10:59
- 物理学 生体力学の問題です。 バスタブに30℃の水が180[kg]入っている。この水を出力 12.0[kW] 2 2023/02/06 02:13
- 物理学 生体力学の問題です 体重が50[kg]、 基礎代謝量 1200[kcal]の女性の代謝率は何[W]か 2 2023/02/05 18:53
- 化学 濃硫酸と硝酸カリウムを一緒に熱したら(多分)二酸化窒素になってしまった 2 2022/08/07 14:45
- 地球科学 急いでます! 3 2022/03/26 21:50
- 高校 水1(kg)を撹拌棒でかき混ぜた。水がされた仕事の大きさが1500(J)だとすると、水温は何度上昇す 1 2022/11/30 14:17
- 化学 化学 エネルギー 正誤問題 水(固)の生成熱は、水(気)の生成熱より大きい。 これはどう考えて解けば 2 2022/09/21 22:00
- 食べ物・食材 冷凍時代 3 2023/05/28 12:24
おすすめ情報
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
おすすめ情報