物理Iのワークに、下記のような問題がありました。
100gの水が入った25℃の容器に、さらに70℃の水60gを加えてかき混ぜたところ、全体の温度が一様に40℃になった。水の比熱を4.2J/(g・K)として次の問いに答えよ。
(1)容器の熱容量はいくつか。


まず、60×4.2×(70-40)=100×4.2×(40-25)までは
式を立てることができました。でも、これでは
容器の熱容量は求められませんよね・・・?

そこで、こたえをみたら、最後にC(40-25)を加算
していました。

これは、どうしてこのようになるのですか・・・?

A 回答 (2件)

 関係する物体?が3つあります。

「100gの水」「容器」「60gの水」です。これらの間で熱のやりとりが起こるのです。容器の温度は、中の水の温度と同じになると考え、初め 25℃で、最後に 40℃になります。

100gの水の得た熱は 100×4.2×(40-25)[J]
容器の得た熱は(容器の熱容量を C[J/K] として) C(40-25)[J]
60gの水の失った熱は 60×4.2×(70-40)[J]   

これらの間での関係式を作ればいいですね。
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>まず、60×4.2×(70-40)=100×4.2×(40-25)


までは式を立てることができました

計算すればすぐ分かりますが
60×4.2×(70-40)≠100×4.2×(40-25)
です。
「式を立てることが出来ました」と言うことは出来ないはずです。
なぜ「=」にならないのかを考えれば容器を温めるのに熱が使われたからだというのが見えてきます。
どこかで公式と書いてあるものを探してきて、ただ数字を入れて、「出来ました」と言っているだけのようですね。
数字を入れたら計算をしてみて見ましょう。
「=だ」と思ったものが「=でなければ」考え方に不備があるということが分かります。そういうことをしないでいきなり解答を見て「合いません」と言っていても出来るようにはなりません。
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