この実験について
同じエネルギーを加えても、温度上昇が同じになるとは限りません。水に近い試料と、熱容量の小さい材料を比較して、質量と比熱容量が加熱にどのように影響するかを確認してください。温度計は模式的な表示であり、数値の読み取り値が定量的な結果です。
学習目標
- 他の変数を一定に保ちながら、供給エネルギーが温度に与える影響を調べてください。
- グラフと数値の読み取り値を使って、予測を検証しましょう。
- 物理的な前提と、このモデルが適用できなくなる状況を説明しましょう。
使い方
- 10.5 kg と 4200 J/(kg·K) を使います。21 kJ を加え、温度上昇が 10 K になることを確認します。
- 2曲線を保存してから、2100 J/(kg·K) を使います。同じエネルギーを加えたときの温度上昇を比較します。
- 3比熱容量と加えるエネルギーを一定に保ったまま、質量を2倍にします。新しい温度上昇を予測します。
- 4初期温度を変えます。傾きが変わりますか、それとも切片だけが変わりますか？
モデル
前提条件
- 比熱容量は一定で、加えたエネルギーはすべて試料に入り、熱損失はないものとします。
- このモデルが扱うのは顕熱による加熱のみです。予測温度が高くなっても、沸騰、融解、温度による物性の変化は考慮されません。
授業で試してみましょう
- Q1なぜ 1 K の温度上昇は 1 °C の温度上昇と同じ大きさなのですか？
- Q2比熱容量 c = 900 J/(kg·K) の物質 2 kg の温度を 15 K 上げるには、どれだけのエネルギーが必要ですか？
よくある質問
試料は 100 °C で沸騰しますか？
相転移はモデル化されていません。沸点付近の水については、代わりに状態変化の実験を使用してください。このモデルは、一定の熱容量を仮定して外挿するものです。
熱容量と比熱容量の違いは何ですか？
熱容量は試料全体に対する量で、単位は J/K です。比熱容量は質量 1 kg あたりの量で、単位は J/(kg·K) です。