第1章 物理
⑤熱量と比熱
重要ポイント
温度のセ氏（℃）とケルビン（K）のあらわしかた。
物質を温めるのに必要な熱量(熱エネルギー)の計算。
熱量
熱エネルギーの量を『熱量』という。
単位はJ（ジュール）またはkJ（キロジュール）で表す。
１KJ＝１０００J
『温度表示の種類』
温度の表示には、『セ氏温度（℃）』と『ケルビン（K）』がある。
ケルビン（K）は絶対温度と呼ばれる単位で、セ氏ー２７３℃を０度としたときの温度。
- セ氏温度（℃）・・・１気圧のもとで氷の融点を０℃、水の沸点を１００℃としてその間を１００等分する。
- 絶対温度（K）＝セ氏温度＋２７３
温度が１℃上がると絶対温度も１K上がるので、セ氏０℃のときは絶対温度は２７３Kになる。
セ氏－２７３℃＝０K
セ氏０℃＝２７３K
温度が低下して、ー２７３℃になると分子運動が停止する。物質の温度はー２７３℃以下にはならない。これを絶対０度（０K）という。
比熱
物質１gの温度を１℃（または１K）上昇させるのに必要な熱量を『比熱』という。
単位はＪ/（ｇ・℃）またはJ/（g・℃）。
比熱Ｊ/（ｇ・℃）＝熱量（J）÷（質量（g）×温度差（℃またはK））
たとえば、
１０ｇの物質の温度を１０℃上げるときに２００Ｊの熱量を使ったとしたら、
熱量２００Ｊ÷（質量１０g×温度差１０℃）＝比熱２Ｊ/（ｇ・℃）
になる。比熱は、
- 比熱の小さい物質ほど温度変化に必要な熱量が小さいため、温まりやすく冷めやすい
- 比熱の大きい物質ほど温度変化に必要な熱量が大きいため、は温まりにくく冷めにくい
という性質を持っている。
たとえば、
水の比熱は４．２J/（g・℃）であり、水の１gの温度を１℃上げるには４．２Jが必要。
それに対して、食用油は比熱が０．５１J/（g・℃）であり、食用油１gの温度を１℃上げるには０．５１Jでよい。
つまり、比熱の小さい食用油のほうが温まりやすいといえる。
熱容量
物質全体の温度を１℃（または１K）上げるために必要な熱量を『熱容量』という。
単位はJ/℃またはJ/K
熱容量をC、比熱をc、物質の質量をｍとする。
C（熱容量）＝ｍ（物質の質量）×c（比熱）
たとえば、
質量が３０ｇで比熱が、３J/（g・℃）の物質の熱容量は、
３０ｇ（質量）×３J/（g・℃）＝９０J/（℃）（熱容量）
になる。
- 比熱は物質１ｇの温度を１℃上げるのに必要なエネルギー
- 熱容量は物質全体の温度を１℃上げるのに必要なエネルギー。
熱量の計算
熱量はQ（J）で表す。
熱量Q（J）＝比熱×質量×温度差
たとえば、
物質の質量が３０gで比熱が３J/（g・℃）の物質の温度を２０℃上げるのに必要な熱量は、
比熱３J/（g・℃）×質量３０g×温度差２０℃＝１８００Jまたは１．８ｋJ
となる。
まとめ
『絶対温度』
- セ氏ー２７３℃＝０K
- セ氏０℃＝２７３K
- 物質はー２７３℃になると分子運動が停止し、それ以上温度は下がらない。これを絶対零度という。
『比熱と熱容量』
- 比熱とは物質１gの温度を１℃上げるのに必要な熱量
- 熱容量とは物質全体の温度を１℃上げるのに必要な熱量
- 比熱と熱容量が小さければ温まりやすく、冷めやすい。
- 比熱と熱容量が大きければ温まりにくく、冷めにくい。
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