【乙四】熱とその特性について

・熱量

　熱い物質から冷たい物質に熱は伝わる。この熱の大きさを熱量という。

　単位はJ(ジュール)を用いる。なお、カロリー(cal)という単位も用いられる。

　1cal≒4.2J　となる。

・比熱

　物質の温まりやすさを示すものが比熱である。

　物質1gの温度を1K(ケルビン)または1℃上昇させるのに必要な熱量を表す。

　例：水(15℃)　　  4.186J/(g・K)

　　　氷(-160℃)　  1.0J/(g・K)

　　　鉄(0℃)　  　  0.437J/(g・K)

　比熱は大きいほど温まりにくくて冷めにくく、小さいほど温まりやすく冷めやすい。

・熱容量

　熱容量とは、物質全体の温度を1Kまたは1℃上昇させる為に必要な熱量である。

　熱容量は、比熱×質量で算出できる。

　熱容量を"C"、比熱を"c"、質量を"m"とすると、次の式ができる。

　　"C = mc"

・熱量の計算

　比熱を用いると、物質が温度上昇する時に必要な熱量を計算できる。

　　"熱量　＝　比熱　×　質量　×　上昇した温度"

　変数で表すと次の通り。

　　"a"J　　＝　"b"J/g・k　×　"c"ｇ　×　"d"℃

・熱膨張

　物質は熱して温度が上がると一般に長さや体積が増え、冷やすと減る。

　膨張の計算には、線膨張率と体膨張率の二種類ある。

　①線膨張率

　　棒状の固体は1℃上昇するごとに、一定の割合で長さがふえる。

　　ある物体の0℃の時の長さをL0とし、T℃の時の長さをLとすると、

　　膨張後の長さは次式で求められる。

　　　L　＝　L0（１＋D×T）　D…線膨張率

　②体膨張率

　　物質の温度が1℃高くなった時の物質の体積増加の割合を体膨張率という。

　　なお、体膨張率は固体が最も小さく、気体が最も大きい。

　　体膨張率が分かると、膨張後の全体積は次式で求められる。

　　　V　＝　V0（１＋B×T）　V…膨張後の全体積

　　　　　　　　　　　　　　　V0…液体の元の体積

　　　　　　　　　　　　　　　B…体膨張率

　　　　　　　　　　　　　　　T…温度差