0℃の氷1㎏と100℃の水1㎏とを混ぜて放置した。温度は何度になるか。ただし、外部との熱の出入りはないものとし、0℃での融解熱は334[kj/㎏]、水1㎏の温度を1℃上げるのに必要な熱量は4、2Jとする。

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ThanksImg質問者からのお礼コメント

とてもわかりやすく、ありがとうございました。

お礼日時:2007/11/9 0:18

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0℃の水を基準に考えてみます。 0℃の氷、100℃の水が、0℃の水の状態よりどれだけエネルギーが低いか、高いかで考えます。 0℃の氷が全部溶けて0℃の氷になるのに必要なエネルギーは、 334×1 = 334 ジュール つまり、0℃の水の状態よりも334ジュールだけエネルギーが小さい。 0℃の水を100℃の水にするのに必要なエネルギーは、 4.2×100 = 420 ジュール つまり、0℃の水の状態よりも420ジュールだけエネルギーが大きい。 これらを合わせると、0℃の水の状態より 420-334 = 86 ジュール だけエネルギーが大きい。 全部で2kgの0℃の水に86ジュールの熱を与えると、どれだけ温度が上がるか考えます。 1kgの水を1℃上げるのに4.2ジュールなので、 2kgの水を1℃上げるのに8.2ジュールが必要。 したがって、 86÷8.2=10.48... つまり、約10.5℃になる。