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コンテスト/Gnit Weekly Challenge Beginner 008 (GWCB008)/第4問 熱量と温度変化および熱平衡
第4問

熱量と温度変化および熱平衡

終了
410 ptsLv.4 初級熱
2026/09/23 21:00〜2026/09/23 21:30
作成者:admin02

問題文

断熱容器に一定量の水が入っており、全体が熱平衡状態にある。この水に加熱器を用いて一定の熱量を加えたところ、水の温度が上昇した。続いて、この温水の中に、ある温度に加熱された金属球を静かに入れ、蓋をして放置したところ、十分に時間が経過した後に全体が新たな熱平衡状態に達した。

金属球から放散された熱量はすべて水の温度上昇のみに使われ、容器や加熱器への熱の移動、および水の蒸発は無視できるものとする。また、水および金属球の比熱は温度によらず一定とする。

この実験において、加熱器から加えられた熱量 Q1Q_1Q1​ と、金属球が入った後に水が金属球から受け取った熱量 Q2Q_2Q2​ の和 Qtotal=Q1+Q2Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2Qtotal​=Q1​+Q2​ を求めよ。

制約

  • 水の質量 mw=0.20 kgm_w = 0.20\ \text{kg}mw​=0.20 kg
  • 水の比熱 cw=4.2 J/(g⋅K)c_w = 4.2\ \mathrm{J/(g\cdot K)}cw​=4.2 J/(g⋅K)
  • 加熱器による水の温度上昇量 ΔT1=10 K\Delta T_1 = 10\ \text{K}ΔT1​=10 K
  • 金属球の質量 mm=0.10 kgm_m = 0.10\ \mathrm{kg}mm​=0.10 kg
  • 金属球の比熱 cm=0.42 J/(g⋅K)c_m = 0.42\ \mathrm{J/(g\cdot K)}cm​=0.42 J/(g⋅K)
  • 金属球の入れる直前の温度 Tm=80 ∘CT_m = 80\ \mathrm{^\circ C}Tm​=80 ∘C
  • 金属球を入れる直前の水の温度 Tw1=30 ∘CT_{w1} = 30\ \mathrm{^\circ C}Tw1​=30 ∘C

入力形式

熱量の和 Qtotal JQ_{\text{total}}\ \text{J}Qtotal​ J を求めよ。QtotalQ_{\text{total}}Qtotal​ の値を表す自然数を入力せよ。

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