高校物理基礎

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5分で解ける!熱量保存の法則に関する問題

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熱力学4 練習 全部

解説

これでわかる!
練習の解説授業
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熱平衡に達したときの温度を、熱量保存の法則を用いて求める問題です。

最終温度をt[℃]として、Qin=Q'outで立式

熱力学4 練習 全部

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温度の異なる2物体を接触させると、熱が移動するんでしたね。低温物体は熱を吸収し、高温物体は熱を放出します。イメージしやすくするために、問題文を図にしてみましょう。

熱力学4 練習 図

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低温物体Aの吸収熱をQin、高温物体Bの放出熱をQ'outとし、最終的に達する同じ温度をt[℃]とします。ここで使うのが 熱量保存の法則Qin=Q'out でした。

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低温物体Aについて、温度は20[℃]からt[℃]まで上昇しているので、吸収熱Qin=CΔT=C(t-20)となります。一方、高温物体Bについて、温度は80[℃]からt[℃]まで下降しているので、放出熱Q'out=-4C(t-80)となります。放出熱Q'out吸収熱Qinにマイナスをつけたもの であることに注意しましょう。これらを熱量保存の法則の式に当てはめ、tについて解けば答えが求まりますね。

答え
熱力学4 練習 図の下側全て
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      温度と熱

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