『L・DK』上白石萌音&杉野遥亮インタビュー!

高1の物理基礎の問題で

90℃の湯に0℃の水を加えて30℃にしたい。
湯の質量の何倍の水を加えたらよいか。

この問題の詳しい解き方と答えをどなたか教えて下さい!

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A 回答 (3件)

まず、この問題は「熱量保存(の法則)」を用います。


熱量保存の法則とは、高温の物体Aと低温の物体Bを接触させると、
もちろん、熱はA→Bと移って行きますね。
このとき、(Aが失った熱量)=(Bが得た熱量)が成り立つ・・・という事でしたね(^^)
また、熱量Qは、Q=m・c・ΔT  m:物体の質量 c:物体の比熱 ΔT:物体の温度変化の大きさ
でしたから、水の比熱をcとすると
90℃のお湯が失う熱量:m・c・(90℃ - 30℃)=60mc  m:90℃のお湯の質量
0℃の水が得る熱量:M・c・(30℃ - 0℃)=30Mc
ですね(^^)
したがって、熱量保存の法則より
60mc = 30Mc
∴M/m = 60/30 = 2 倍
と出てきます(^^v)

で、この問題なのですが、お湯と水が「混ざってしまう」と考えると、なんだか分からなくなってしまいます。
だから、「混ざってしまう」と考えずに、90℃のお湯の”かたまり”と0℃の水の”かたまり”が接触していると見るといいですよ(^^)
つまり、温度の違う立方体が接触している・・・みたいなイメージを思い浮かべると言うことです。

参考になれば幸いです(^^)
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温度T(℃)の水x(g)が持つ熱量は、(T+Tc)x と表されます。

...Tcは定数(絶対温度273Kのイメージ)、厳密な証明は略

90℃の水x(g)と0℃の水ax(g)を混ぜて全体の温度が30℃になったということから、
(90+Tc)x+(0+Tc)*ax=(30+Tc)(a+1)x
やたらに定数/変数が多いですが、整理すると
90x+Tc(a+1)x=30(a+1)x+Tc(a+1)x
90x=30(a+1)x
よってa=2、2倍となります。
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わー、中学生の理科の試験だよ。

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【物理学と数学と天文学】地球は楕円形の形をしているので赤道にあるハワイのお米1kgを北極に近いスウェーデンやノルウェーに持っていくとハワイで1kgだったお米は重くなって何kgになるのか教えてください。


世の中は軽さ至上主義なのは赤道に近い国がたまたま先進国になったので自分たちが有利なように軽い方が高技術だと植えつけて赤道から離れている国はどう頑張っても先進国で計ると重くなるので最先端技術では勝てないし、

農作物を輸出するときも重量計算を発展途上国の人に植え付けたので発展途上国から1kgの米を先進国に輸出すると先進国側に着いたときには重さが重くなっている。この利ざやが大きい。

だから先進国はボトル売りで買わずにタンク買いして先進国側でボトル詰めすると量が増えて売れる。

発展途上国は質量計算で売ればいいのに先進国は有利なように重量を発展途上国の人に教えて差を搾取し続けている。

これはどれくらいの差になるのか知りたいので赤道と北極での重量の差を教えてください。

Aベストアンサー

楕円形だからでは無く、球体が自転しているから。

赤道は24時間に1周=4万km動くから時速2000km弱。
北極点のすぐそばは、時速数m。

この違いが遠心力の違いになる。
赤道の方が、重力が遠心力で相殺される大きさが大きい。

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こんにちは。
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よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

有名な「マクスウェルの悪魔」に関連して、「シラードのエンジン」という話があります。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%82%AF%E3%82%B9%E3%82%A6%E3%82%A7%E3%83%AB%E3%81%AE%E6%82%AA%E9%AD%94#.E3.82.B7.E3.83.A9.E3.83.BC.E3.83.89.E3.81.AE.E3.82.A8.E3.83.B3.E3.82.B8.E3.83.B3

簡単に結果を述べれば、もし、熱力学の第二法則が正しい(第二種の永久機関が作れない)とするなら、
温度Tの環境で、1bitのデータを記憶するには、最低でも、k*T*log(2) のエネルギーが必要です。
例えば、T=300(K) (27℃)だとすると、1GB 記憶するには、
https://www.google.co.jp/search?q=%28Boltzmann+constant%29%2a%28300+kelvin%29%2aln%281e9%29
8.58346389 × 10^-20 ジュールのエネルギーが必要です。
さらに、有名な E=MC^2 を使えば、これは、
9.55039158 × 10^-37 キログラムに相当します。
https://www.google.co.jp/search?q=%28Boltzmann+constant%29%2a%28300+kelvin%29%2aln%281e9%29%2f%28c%5e2%29

有名な「マクスウェルの悪魔」に関連して、「シラードのエンジン」という話があります。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%82%AF%E3%82%B9%E3%82%A6%E3%82%A7%E3%83%AB%E3%81%AE%E6%82%AA%E9%AD%94#.E3.82.B7.E3.83.A9.E3.83.BC.E3.83.89.E3.81.AE.E3.82.A8.E3.83.B3.E3.82.B8.E3.83.B3

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Aベストアンサー

まともに答えると、それが量子論や、場の量子論そのものになるので、不可能。イメージだけ。

粒子であり、波動でもある・・・・って表現が誤解を与えるのかもしれませんね。

素粒子は、力を伝えるもの(光子とかグルーオンとか)と、物質を作る要素になるもの(電子とかクオーク)がありますが、どちらも、空間の至る所になぜか場が存在し、その場がエネルギーで励起し振動しながら波のように伝わる。だから、力も、物質も、もとは全部波なのです。その波というかエネルギーの塊が、相互作用なしで空間を飛んでるのを観察すると、まるで粒子のように見えるってことですね。不思議なことですが、全ては波って考えるってことなのです。

位置と運動量を同時に決められない不確定性も、波って考えるとわかりますね。波は空間に広がっているんで、ある場所だけを見ていると、ある時間経過しないと全体の挙動がわからない。一瞬にして挙動を知りたい、ある空間の広がりを同時に観察しなければならない。不確実性も波の性質そのものです。

人間はもともと、物質を粒子だと思っていたので、波動性、粒子性の2面性とかいいますが、そうではなくて、すべて波動なものを、たまたま粒子と見ていると考えれば、不思議ではないってことなのです。

それじゃあ、そのへんの机とか、車とか、人間の体とか、物質ってなんなの?ってことになりますね。実は、そのマクロな物は、その波というか、エネルギーの塊が、ある力の相互作用によって、中性子や陽子内部に閉じ込められ、さらに、電磁気力で原子内に電子を閉じ込めた、原子というものが基本にあります。ミクロに見れば、原子内部では、波に近い現象がずっと起こっているんだけど、起こったとて、まわりから見たらそれなりに安定している。日常においては、化学反応と、一部、原子核反応を除けば、粒は安定して存在するので、いかにも物質としての粒があるかのように考えても差し支えないってことになります。

実際、そこらへんの板や鉄も、人間の体も、ミクロに見れば、原子核は点みたいに小さい。電磁力で電子を通じてかたまりになっているだけなのです。つまり、中はスカスカですね。水素原子で考えれば、東京駅に1mの原子核があれば、電子の軌道は100kmはなれた水戸や高崎や宇都宮や箱根です。関東地方の空間は何もない・・・・。でも、力によって結びついて、物質に感じる。ものの硬さは、電磁力の反発力ってことですね。

マクロな物質を分解した延長上には、素粒子はないってことだと思います。

まともに答えると、それが量子論や、場の量子論そのものになるので、不可能。イメージだけ。

粒子であり、波動でもある・・・・って表現が誤解を与えるのかもしれませんね。

素粒子は、力を伝えるもの(光子とかグルーオンとか)と、物質を作る要素になるもの(電子とかクオーク)がありますが、どちらも、空間の至る所になぜか場が存在し、その場がエネルギーで励起し振動しながら波のように伝わる。だから、力も、物質も、もとは全部波なのです。その波というかエネルギーの塊が、相互作用なしで空間を飛んで...続きを読む

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Aベストアンサー

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原始核は見えるのか?

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見るってことの定義を考える必要ありますね。そもそも、肉眼で見える、光学顕微鏡で拡大して見える・・・っていうのが、通常で言うところの見えるですね。
光の波長以下の物は観察できないので、ある大きさ以下のものは見えないのです。

電子顕微鏡では、光のかわりに、電子を使って様子を探るわけですが、ただ当てただけではなにも見えません。等価や散乱の様子を計算して、いかにも画像っぽくしているだけ。なので、見えているのかっていうと微妙。電子を使って様子が探れる・・・ってことですが、これも見えたって言うわけです。金属や半導体の素子の表面の様子は、比較的見えるってイメージ通りの画像だったりします。

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見るってことの定義を考える必要ありますね。そもそも、肉眼で見える、光学顕微鏡で拡大して見える・・・っていうのが、通常で言うところの見えるですね。
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http://www.intertrafo.fi/assets/files/datasheets/MWP-606.pdf
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しかし小生本件についてはこの使い方はお勧めしません。
マイコン基板ではスイッチONの際に電源が立ち上がる順番、またはOFFした際に切れる順番に指定がある場合があるのです。例えば5Vは最初に立ち上がることとか、12Vは最後に切れること、といった具合です。もちろん何ら制限のないこともありますが・・。これを守っておかないと正常に立ち上がらなかったりICが破損することがありえます。この電源装置にはこの条件が組み込まれているかもしれません。それは作ったメーカーでないとわからないので不用意に交換すると無用なトラブルを生じる恐れがあるのです。
交換するなら純正品にしましょう。またはメーカーに相談することをお勧めします。

Q理系院生ですが、提出した修論の考察に誰が見てもおかしいことを書いてしまっていることに気づきました

完全に魔が差していました。
今見たらどう考えてもおかしいです。大学1年生でも気づくと思います。
何故指導教員もこのミスに気づかなかったのか甚だ疑問です。

こんなことをしてしまった以上、もう留年確定でしょうか?
それとも、公聴会の際に非難されようが罵倒されようが、間違いを素直に認めて訂正した考察を出せば、お情けで修了はさせてもらえるでしょうか?

Aベストアンサー

間違いは誰にでもあるものです。

指導教官に相談して、修正・差し替えできるならさせてもらえばよいでしょう。
一流雑誌に載るような論文でも、校正段階で一部差し替えることだってありますよ。
特に、全体の論旨・結論には変わりなく、「考察」だけを差し替える場合であれば、大きな問題はないと思います。
「公聴会」がいつか分かりませんが、その前に差し替える、あるいは最悪公聴会当日審査員に「差し替え版」を配布するなどで対応すればよいのではないでしょうか。

問題は、結論を出すための「データ」や「論拠」に誤りがあって、そもそもの結論が成り立たないという場合です。その場合にも、公聴会までに、あるいは審査員には最悪当日にでも「論文に記載した内容は誤りで、正しくはこういうことである」ということをきちんと「書面」で提出した方が良いでしょう。
研究として実施した狙いや内容に間違いはなく、誠意を持って取り組み、論文の記載誤りをきちんと認めて「正しい考察」ができているということを示せば、つまり「研究内容に誠心誠意取り組んだ」「誤りをきちんと修正した」という姿勢で臨めば、道は開けてくると思います。

>それとも、公聴会の際に非難されようが罵倒されようが、間違いを素直に認めて訂正した考察を出せば、お情けで修了はさせてもらえるでしょうか?

はい。「お情けで修了はさせてもらえるか」は分かりませんが、そうすべきでしょう。学問とはそういうものです。
大学では、「研究結果」そのものよりも「そういう態度で物事に取り組む人材」を育成する方を重視しますから。

間違いは誰にでもあるものです。

指導教官に相談して、修正・差し替えできるならさせてもらえばよいでしょう。
一流雑誌に載るような論文でも、校正段階で一部差し替えることだってありますよ。
特に、全体の論旨・結論には変わりなく、「考察」だけを差し替える場合であれば、大きな問題はないと思います。
「公聴会」がいつか分かりませんが、その前に差し替える、あるいは最悪公聴会当日審査員に「差し替え版」を配布するなどで対応すればよいのではないでしょうか。

問題は、結論を出すための「データ」や「...続きを読む