『高校生のための物理学』3.1.4.熱振動と状態変化


  融点は氷(固体)と水(液体)が混在した状態です.したがって,0℃は氷の温度ではないので注意しましょう.3重点とよばれる温度,圧力では固体と液体,気体が混在した状態が生じます.水の三重点は温度0.01℃,圧力610.6Pa(出典:岩波理化学辞典第5版)です.
 水の比熱は$4.2 \rm{J/{g \cdot K}}$ですが,氷と水蒸気の比熱は$2.1 \rm{J/{g \cdot K}}$です.氷と水蒸気の比熱は,水の比熱の半分と覚えておくと便利です.また,与えた熱量から温度変化を求めるとき,融点や沸点を超えるときは注意してください.質量$m$の氷に熱量$Q$の熱を加えて温度変化を考えるときは,$Q=mc_{ice}\Delta t_1 +mc_{water}\Delta t_2$ではなく,融解熱を$q_{melting}$として,$Q=mc_{ice}\Delta t_1 +mc_{water}\Delta t_2+mq_{melting}$として温度変化を求めます.

 ドライアイス($\rm {CO_2}$)も圧力を加えると液体になります.ドライアイスを注射器のような密閉できる容器に入れて,圧力を加えるだけなので,機会があれば試してみてください.

 詳細は「『高校生のための物理学』3.1.4.熱振動と状態変化」を参照してください.

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