GWCB012 問題4

解説

使用する物理法則と公式

1. 熱量と比熱の関係 質量 $m$m、比熱 $c$c の物質の温度が $\Delta t$Δt だけ変化したとき、移動する熱量 $Q$Q は次のように表されます。 $Q = m \cdot c \cdot \Delta t$Q=m⋅c⋅Δt

水が得た熱量の計算

水の質量は $m_1$m1​、比熱は $c_1$c1​ であり、温度が $t_1$t1​ から $t_3$t3​ へ上昇しています。 したがって、温度変化は $\Delta t = t_3 - t_1$Δt=t3​−t1​ となります。

水が得た熱量 $Q_1$Q1​ の式は以下の通りです。 $Q_1 = m_1 \cdot c_1 \cdot (t_3 - t_1)$Q1​=m1​⋅c1​⋅(t3​−t1​)

数値計算

制約より与えられた値を代入します。

• $m_1 = 0.20\text{ kg}$m1​=0.20 kg
• $c_1 = 4.0 \times 10^3\text{ J/(kg\cdot K)}$c1​=4.0×103 J/(kg\cdotK)
• $t_1 = 20.0^\circ\text{C}$t1​=20.0∘C
• $t_3 = 25.0^\circ\text{C}$t3​=25.0∘C

水が得た熱量 $Q_1$Q1​ を計算します。

$Q_1 = 0.20 \times (4.0 \times 10^3) \times (25.0 - 20.0)$Q1​=0.20×(4.0×103)×(25.0−20.0) $Q_1 = 0.20 \times 4000 \times 5.0$Q1​=0.20×4000×5.0 $Q_1 = 4000\text{ J}$Q1​=4000 J

解答の計算

求めた熱量 $Q_1 = 4000\text{ J}$Q1​=4000 J の値を 1000 で割った計算を行います。

$\frac{4000}{1000} = 4$10004000​=4

入力すべき自然数は 4 です。