高校物理「熱力学」鉄球の熱容量と温度上昇

高校物理「熱力学」鉄球の熱容量と温度上昇

◆問題

鉄の比熱を０．４５Ｊ／(ｇ・Ｋ)とするとき、

�@質量２００ｇの鉄球の熱容量を求めよ。
�Aこの鉄球に９００Ｊの熱量を与えたとき、温度は何度上昇するか求めよ。


解答解説はこのページ下


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◆解説

まず、比熱は「１ｇの物質を１Ｋ上げるのに必要な熱量」で、熱容量は「その物体全体を１Ｋ上げるのに必要な熱量」です。

この問題では鉄球の質量は２００ｇなので、熱量は比熱の２００倍必要になります。
物体が多ければそれだけ熱量も多く必要ですね。

�@０．４５×２００＝９０Ｊ／Ｋ


熱容量は９０Ｊ／Ｋであることがわかりました。
これは「この鉄球全体を１Ｋ上げるには９０Ｊ必要」ということです。

この鉄球に９００Ｊの熱量を与えたならば・・・

�A９００÷９０＝１０Ｋ

ということで、この鉄球の温度は１０Ｋ上がります。


◆関連項目
比熱、熱容量
熱力学まとめ


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本日配信のメルマガ。2014年センター英語第５問

本日配信のメルマガでは、2014年大学入試センター試験英語第５問を解説します。


【高校英語】共通テストの英文解釈
http://www.mag2.com/m/0001641009.html


■　問題

第５問　スペイン人画家のSalvadorには、日本生まれのChitoseという孫がいる。
Chitoseはかつて、Salvadorに絵のレッスンを受けていた。次の文章は、Salvadorの
日記と、Chitoseが彼に宛てた手紙である。文章を読み、下の問い(問１〜５)の
[ 42 ]〜[ 46 ]に入れるのに最も適当なものを、それぞれ下の{1}〜{4}のうちから
一つずつ選べ。

[Salvador's Diary]
March 30, 2012

Our last lesson was a disaster. Chitose and I had a huge fight. She
arrived at the studio smiling and said, "Look Grandpa, I painted this
portrait of you." The man in the portrait had a lot of hair, stood
straight, looked young, and smiled. She might be talented enough to
attend an art college in France, but she has a big weakness as an artist.
When she paints a person, too often she paints an idealized image rather
than the real person. I had been explaining this point to her for several
months, but she just wouldn't listen. I got a little angry and said to
her, "This is not me, and you are not a real artist." She got angry too
and said she didn't care because she didn't need me as a teacher anymore.
I then showed her the portrait I had painted as her farewell gift and
said, "This is the real you!" She took one look at it, said, "No, it
isn't!" and left.

I gave the portrait of Chitose to her parents thinking they would
appreciate it. I had done the portrait a couple of months before Chitose
started changing her style, and I think it shows the high school student
I taught for two years. When I painted it, she still had her natural curly
hair, not her straight perm. She was not wearing all the accessories she
has now, including the ring-shaped earrings she loves. She also never wore
makeup then. This was a Chitose with a fantastic future who knew she was
still an amateur artist. I understand that she is getting older and wants
to act and look more like an adult. However, she seems to think that being
an adult means that you stop listening to others. She will never become a
great artist if she stops learning.


[A Letter to Salvador]
March 25, 2013

Dear Grandpa Sal,

I know this is late but I wanted to say that I am sorry for what happened
the last time we met. In our last lesson, I didn't listen to you because
I thought that you still saw me as a kid. I looked at how you painted me
in the portrait and this confirmed my belief. I was so hurt that I just
left without taking your gift.

You don't know this, but Mom secretly put the portrait into one of my
suitcases when I left home for France. When I found it, I was still upset
so I hid it in my closet. I didn't think about the portrait for a while,
but I rediscovered it by chance a couple of months ago. Looking at it, I
saw a Chitose who was willing to listen in order to improve her art. I
realized that the Chitose I'd become was different. She wanted to prove
to everyone that she was an adult and had stopped listening to others.
Until then, I'd been really struggling in my art classes, but after I
realized my weakness, I started learning again and my art got much better.
You will always be my teacher, Grandpa.

I remember the portrait I showed you in our last lesson. You didn't like
it and told me to paint you as I saw you. What you taught me that day
makes sense to me now. I should paint things as they actually are and
then their true beauty will shine.

I've painted a portrait of us and am sending you a photo of it. It
actually won first prize in my city's young artists competition. As you
can see, I've painted myself like you did, as Chitose the high school
student with a lot of potential. I've also painted you as I really see
you. Your wrinkles are proof of your wisdom. The cane shows your will to
overcome your physical challenges. Your bent back shows that you have
poured all your strength into what you love the most: your art and me.
Thank you, Grandpa.

Love,
Chitose


問１　Salvador wanted Chitose to [ 42 ]
{1} appreciate things for how they are
{2} dress more like an artist
{3} find another art teacher
{4} paint young-looking people

問２　In the last lesson, Chitose didn't accept the portrait because she
believed her [ 43 ].
{1} family would appreciate it more than she would
{2} family would not like her style
{3} grandfather did not respect her as an adult
{4} grandfather was not a very good artist

問３　Which of the following is true? [ 44 ]
{1} Chitose gave the portrait made by Salvador to her parents.
{2} Chitose painted the new portrait before writing the letter.
{3} It took Salvador two years to make Chitose's portrait.
{4} Salvador painted the portrait after Chitose changed her appearance.

問４　What is the most likely reason for the improvement in Chitose's
art? [ 45 ]
{1} She learned a lot from entering the competition.
{2} She started to be open to other people's ideas again.
{3} She stopped wearing makeup and earrings.
{4} She tried to influence other adults' opinions.

問５　Which of the following pictures best matches the description of the
portrait in the photo Chitose sent to her grandfather? [ 46 ]

(図はここでは省略します)


※マーク部分の□は[ ]で、マル１は{1}で表記しています。

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■　解答・解説

2014年センター英語第５問は、日記と手紙を題材とした読解問題でした。


問１　SalvadorはChitoseに[ 42 ]してほしがっていました。

{1}物事をあるがままに鑑賞する
{2}もっとアーティストらしく装う


(以下略)


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■　全文訳(基本的に直訳です)

[Salvadorの日記]

2012年３月30日

　私達の最後のレッスンは酷かった。Chitoseと私は大げんかをしてしまった。
彼女はスタジオに微笑みながら到着してこう言った「見ておじいちゃん・・・

(以下略)

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解説の続きは、本日21時配信予定の

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高校物理(用語)「ボイル・シャルルの法則」

高校物理(用語)「ボイル・シャルルの法則」

★ボイル・シャルルの法則(combined gas law)

一定質量の気体の体積Ｖは、絶対温度Ｔに比例し、圧力ｐに反比例する。という法則のこと。ボイルの法則とシャルルの法則を組み合わせたもの。

式は、「ｐＶ／Ｔ＝一定」


実際の問題では、

ｐ1Ｖ1／Ｔ1＝ｐ2Ｖ2／Ｔ2

の形で、方程式を作って解くことが多いです。


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◆　関連項目
理想気体の状態方程式
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高校物理(用語)「熱容量」

高校物理(用語)「熱容量」

★熱容量(heat capacity)

通常は、ある物体全体の温度を１Ｋ上げるのに必要な熱量のこと。
この場合の単位はＪ／Ｋ(ジュール毎ケルビン)となる。


比熱は１ｇあたりであり、熱容量は物質全体を考えることをしっかり把握しておきましょう！


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◆　関連項目
比熱
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