1気圧のもとで、0℃の氷100 gをすべて100℃の水蒸気にするために必要な熱量として、最も近いものはどれか。ただし、氷の融解熱は334 J/g、水の比熱は4.2 J/(g・K)、水の蒸発熱(100℃)は2,257 J/gとし、熱の損失はないものとする。
- 142 kJ
- 275 kJ
- 3259 kJ
- 4268 kJ
- 5301 kJ
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正解:5
必要な熱量は三段階に分けて足し合わせます。融解に334×100=33.4 kJ、0℃から100℃への加熱に100×4.2×100=42 kJ、蒸発に2,257×100=225.7 kJで、合計は約301 kJです。75 kJは蒸発熱を、259 kJは水の加熱を、268 kJは融解熱をそれぞれ抜かした値です。状態変化を含む熱量計算では、温度変化の分(顕熱)と状態変化の分(潜熱)をすべて足し合わせることを覚えておきましょう。
根拠:顕熱と潜熱(融解熱・蒸発熱)による熱量計算