高 3AMC 物理 2-0-1 熱と熱量(1) ････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ １ 温度 ●熱運動 物質中の分子・原子は静止しているのではなく，それぞれの場所で不規則に振動してい る（気体は飛び回っている）。これを熱運動という。 ●温度 熱運動の程度を示す物理量。熱運動が激しいほど温度が高い。人間の感覚では，熱い・ 冷たいということになる。 ①セルシウス温度（セ氏温度 ℃）１気圧のもとで氷が水になる温度（氷点）を 0℃，水 が沸騰する温度（沸点）を 100℃とした。 ②絶対温度（Ｋ）熱運動が停止すると考えられる温度（自然界で最も低い温度）を 0 と し，目盛間隔はセルシウス温度と同じにした温度目盛。絶対零度（0Ｋ）は－273.15℃ 𝑇〔K〕 = 𝑡〔℃〕 + 273.15 高校では， 𝑇〔K〕 = 𝑡〔℃〕 + 273 とすることが多い か ③（参考）ファーレンハイト温度（華氏温度 ℉）一説では，ファーレンハイトは彼が測 ることのできた最も低い室外の温度を 0 度、彼自身の体温を 100 度としようとした。 水の氷点・沸点はそれぞれ 32℉・212℉ になる。 絶対零度 水の氷点（融点） セ氏温度 ℃ 0℃ 絶対温度 ０K K 水の沸点 問１(基礎 p.113) 15℃は何 K か。また，300K は何℃か。 ２ 熱量 ●熱平衡 温度の異なる物体を接触させると，やがて同じ温度にな る。同じ温度になって変化しなくなった状態を熱平衡にある という。 物体間を移動する熱運動のエネルギーを熱といい，移動し た熱の量を熱量という。 熱量の単位はジュール（J） 昔はカロリー(cal)を使っていた。今でも，食品で使う。 ℃ K 高 3AMC 物理 2-0-1 熱と熱量(2) ････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ ３ 熱容量と比熱 ●熱容量 ある物体の温度を１K 上昇させるのに必要な熱量。熱容量は大文字の 𝐶 をよく用いる。 単位：ジュール毎ケルビン（J/K） ●比熱 単位質量（高校物理ではなぜかグラムがよく用いられる）の物質の温度を１K だけ上 昇させるのに必要な熱量。比熱は小文字の 𝑐 をよく用いる。 単位：ジュール毎グラム毎ケルビン（J/(g･K)） 比熱 𝑐〔J/(g･K)〕の物質 𝑚〔g〕からなる物体の熱容量 𝐶〔J/K〕と，この物体の温度を 𝛥𝑇〔K〕だけ変化させるために必要な熱量 𝑄〔J〕は， 𝐶 = 𝑚𝑐 𝑄 = 𝐶𝛥𝑇 = 𝑚𝑐𝛥𝑇 問２(基礎 p.115) ある物体に 500J の熱量を与えたら，温度が 20K だけ上昇した。この物 体の熱容量は何 J/K か。 問３(基礎 p.115) 質量 100g の鉄球を加熱し，1.8×103J の熱量を与えたところ，鉄球の温 度が 20℃から 60℃に上昇した。鉄の比熱は何 J/(g･K)か。 問４(基礎 p.115) 同じ質量で比較した場合，銅（比熱 0.38 J/(g･K)）とアルミニウム（比 熱 0.90 J/(g･K)）では，どちらが温まりやすい物質であるといえるだろうか。 高 3AMC 物理 2-0-1 熱と熱量(3) ････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ ４ 熱量の保存 熱量の保存の法則 物体Ａと物体Ｂの間だけで熱の移動が起こる場合， 高温の物体が失った熱量＝低温の物体が得た熱量 例題１(基礎 p.116) 100℃に熱した 200 g の鉄製の容器に，10℃の水 50 g を入れた。熱平 衡になったときの温度 t〔℃〕を求めよ。ただし，熱は容器と水の間だけで移動し，鉄の比 熱を 0.45 J/(g･K)，水の比熱を 4.2 J/(g･K)とする。 類題１(基礎 p.116) 熱容量が 84 J/K の容器中に 120 g の水を入れたとき，全体の温度が 20℃で一定になった。この中に，100℃に熱した質量 100 g の金属球を入れたところ，全体 の温度が 30℃になった。金属の比熱 c〔J/(g･K)〕を求めよ。ただし，熱は水，容器，金属 球の間だけで移動し，水の比熱を 4.2 J/(g･K)とする。
© Copyright 2024 ExpyDoc
