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コンテスト/Gnit Weekly Challenge Practice 001 (GWCP001) ~文系のための物理学習~/第13問 電熱線による水の加熱と熱の発生
第13問

電熱線による水の加熱と熱の発生

終了
350 ptsLv.4 初級熱
2026/09/09 21:00〜2026/09/09 21:45
作成者:admin02

問題文

熱が外部に逃げないように設計された容器(熱量計)の中に、一定の質量の水が入っている。この水の中に抵抗値が一定の電熱線を沈め、直流電源を接続して一定の電流を流した。 電熱線から発生した熱量(ジュール熱)はすべて水に吸収され、水の温度上昇に使われたものとする。電熱線に電流を流した時間 ttt を求めたい。 電熱線の消費電力を求める公式と、水が吸収した熱量を求める公式を組み合わせ、指定された数値から必要な通電時間を計算せよ。ただし、水 1 g1\text{ g}1 g の温度を 1 ∘C1\text{ }^\circ\text{C}1 ∘C 上げるのに必要な熱量(比熱)は既知とする。

制約

  • 水の質量 m=100 gm = 100\text{ g}m=100 g
  • 水の温度上昇 Δt=6.0 ∘C\Delta t = 6.0\text{ }^\circ\text{C}Δt=6.0 ∘C
  • 水の比熱 c=4.2 J/(g⋅K)c = 4.2\text{ J/(g}\cdot\text{K)}c=4.2 J/(g⋅K)
  • 電熱線の抵抗 R=7.0 ΩR = 7.0\text{ }\OmegaR=7.0 Ω
  • 電熱線に流れる電流 I=2.0 AI = 2.0\text{ A}I=2.0 A

入力形式

電流を流した時間 ttt の数値(単位:s\text{s}s)を自然数で答えよ。

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