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物理の問題で、
500Wの電熱器を使用して、20℃の水2Lを沸騰させるため、一様に加熱した。
沸騰までには、何分かかるか。ただし、発生する熱量の20%は外部に逃げるものとして計算せよ。

という問題で、

「発生する熱量の20%は外部に逃げる」というのは、どのように使用したらいいのですか?

また、計算方法は
水の比熱が4,2J/g・kで、水が2L=2kg=2000gだから
4.2×2000=8400J/k
水が20℃から100℃になって沸騰するから
温度は80℃上がる
だから、8400J/k×80k=8400J

500w=500J/s
だから沸騰までにかかる時間をa秒とすると500aJ

以上から8400=500a
a=16,8s

やってみたらこのような計算になってしまったのですが
違う気がします。


回答がないのでわからなくて困ってます。

拙い文章ではありますが教えて頂けると幸いです。

よろしくお願いします。

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A 回答 (4件)

1.2倍したくなるのはひっかけ問題だからです



逃げた熱量 20%
有効熱量 80%

総熱量 =有効熱量 + 逃げた熱量    100%

ならば 
100% / 80% =1.25 倍の時間が必要  ここはひっかけ問題です
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この回答へのお礼

補足の解答ありがとうございます。

納得できました。

ありがとうございました。

お礼日時:2012/06/03 12:08

500Wのポットで1リットルの水を沸かすには、10分ほどかかりますね。


だから、20分程度の答えが出なければ間違えていると考えることです。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。

お礼日時:2012/06/03 12:07

私の場合、普段、液体の熱量計算はカロリーベースで計算しています。


カロリーベースでの計算方法をご紹介。
*ズバリ、回答を書いても、このサイトの利用規約違反で消されるのでね。。。

=STEP1=
・2Lの水を80℃加温するのに必要な熱量
1mlの水を1℃上昇させるの必要な熱量は1Cal

水2Lを80℃加温するのに必要な熱量
2000Cal×80℃=160000Cal=160kCal・・・・・(A)


=STEP2=
1000Wのヒーターを1時間稼働した際の発熱量=860kCal
500Wのヒーターを1時間稼働した際の発熱量=430kCal・・・・・(B)

=STEP3=
(A)÷(B)
160kCal÷430kCal=0.3721時間(十進法時間)

十進法のまま20%のロス計算
0.3721時間×20%増=0.4465時間(十進法時間)

最後に十進法を六十進法へ変換
0.4465時間(十進法時間)=0時間26分47秒
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この回答へのお礼

カロリーでの求めかたも分かって参考になりました。
詳しい解答ありがとうございました。

お礼日時:2012/06/03 12:07

だから、8400J/k×80k=8400J



80倍 足りないですね

16.8x80=1344秒  =22分14秒

でエネルギーの20%が逃げるなら 必要時間は 1.25倍すれば

実生活に近い値になりますね

この回答への補足

あっ!8400に80かけるのわすれてました。
解答ありがとうございます。
たぶんそんな質問するなよって思うかもしれないのですが・・・・
なんでエネルギーが20%逃げると1.25するんですか?
20%ぶん増える?としたら1344×0.2=1612.8
1344+1612.8=2956.8
にならないんですか?

すみません。

補足日時:2012/06/02 22:45
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この回答へのお礼

解答ありがとうございました。

お礼日時:2012/06/03 12:04

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宜しくお願いします。

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ジュールで計算するかカロリーで計算するかにもよりますし水の比熱は温度により多少異なるので近似値になりますが

温度差(Δt)×水の比熱(≒4180J/K・kg)×水の量(kg) で必要な熱量(ジュール数)がわかります
1Jは1W・s(ワット秒)なので
先に求めたジュール数を 「何秒かけて加熱すればいいか」の秒数で割るだけです

例 
30L、20度の水を3分で70度にしたい場合
(70-20)×4180×30=6270KJ
これを180秒で割ると 34.8kw

Q熱量の計算の仕方

10度の水500グラムに50度の水を200グラム加えてよくかき混ぜたら、温度が20度になった。容器その他へ逃げた熱量はいくらか。
この問題はどのようにして解き始めればいいのでしょうか。いくつか計算してみたんですが、結局わかりませんでした。全く詳しくないので、中学生レベルと思ってご回答いただけませんでしょうか。宜しくお願いします。

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水の比熱は、1.0kcal/(kg・℃)
0℃を基準とした場合、10℃、500gの水の熱容量は
1.0[(kcal/(kg・℃)]×0.5[kg]×10[℃]=5kcal
50℃、200gの水は
1.0[(kcal/(kg・℃)]×0.2[kg]×50[℃]=10kcal
となり放熱がない場合、5+10=15kcalとなります。
混ぜたら20℃になったということなので
1.0[(kcal/(kg・℃)]×0.7[kg]×20[℃]=14kcal
となるので、15-14=1となり放熱量は1kcalです。


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