物理・熱・気体／原理と探求
比熱と温度変化の解説
同じ熱量を受けても物質ごとに温度上昇幅が異なる理由は比熱にある。物質・質量・加熱出力・加熱時間を調節しながら供給したエネルギーと温度変化を比較してみてください。加熱時間が同じという条件と受けた熱量が同じという条件を区別する活動です。
どのような原理？
比熱の小さい物質は、同じ熱量で温度がより大きく上昇します。
重要な関係
Q=mcΔT・Q=出力×時間
観察してみよう
- 同じ出力と時間で水・食用油・鉄を加熱します。 Q=出力×時間であり、熱損失を省略して供給した熱がすべて温度変化に使われます。
- 基準条件ボタンを押して実行した後、測定値をそれぞれ記録します。
- 一度に質量または加熱時間を1つだけ変更してください。比熱と温度上昇の反比例関係を確認します。
結果を読み解く
同じカロリーで水の質量を2倍に増やすと温度上昇は？
ΔT = Q/(mc)なので質量2倍で温度上昇は半分です。
モデルの仮定と限界
初期温度は20℃、比熱は一定です。水4200、食用油2000、鉄450J/(kg・K)を使ってください。熱損失・容器 熱容量・相変化は省略します。許容条件は相変化温度以下に制限しました。