危険物取扱者 乙種第4類 / 基礎物理化学 / 問題 No.037
乙4 過去問 基礎物理化学 No.037 ― 15℃の水500gを加熱して65℃にするために必要な熱量は…
問題文
15℃の水500gを、加熱して65℃にするために必要な熱量は次のうちどれか。ただし、水の比熱は 4.2 J/(g・K) とする。
選択肢
- 32.5 kJ
- 105.0 kJ
- 136.5 kJ
- 210.0 kJ
- 315.0 kJ
解答・解説
正解: 2
熱量Q=質量m×比熱c×温度変化ΔTで計算します。比熱が大きい物質ほど温まりにくく冷めにくいです。水の比熱(1cal/g℃)は大きいため、消火に水が有効な理由の一つです。同じ熱量でも比熱が小さい物質ほど温度が大きく上がります。
関連論点
熱の性質
【ポイント】
熱の伝わり方は「伝導・対流・放射(輻射)」の3種類。なかでも熱放射は真空中でも伝わる唯一の形態で、太陽熱がその典型例。比熱が大きい物質は温まりにくく冷めにくい。
【よく問われること】
・熱伝導:固体内部を伝わる(熱伝導率:固体>液体>気体)
・対流:液体・気体が動いて熱を運ぶ
・熱放射:電磁波として真空中でも伝わる(隣接建物への延焼の主因)
・比熱が大きい=温まりにくく冷めにくい(水の比熱は大きいため冷却消火に優れる)
・熱量の計算式:Q=質量×比熱×温度変化(ΔT)
【数値・例外】
・水の比熱:約4.2 J/(g・K)(他の物質より非常に大きい)
・体膨張率の大きさ:気体>液体>固体
・断熱材に空気を含む素材が使われるのは、気体の熱伝導率が最も小さいため
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