基本問題211 熱容量

熱容量と温度上昇

直感的理解
熱容量とは「物体の温度を1K上げるのに必要な熱量」。熱容量が大きい物体ほど温まりにくく冷めにくい。$Q = C\Delta T$ の関係から、与えた熱量 $Q$ を熱容量 $C$ で割れば温度上昇 $\Delta T$ が求まります。

設定:熱容量 $C = 40$ J/K の物体に $Q = 2.4 \times 10^2$ J の熱を与える。

立式:$Q = C\Delta T$ より、温度上昇 $\Delta T$ を求める。

$$\Delta T = \frac{Q}{C}$$

数値代入:

$$\Delta T = \frac{2.4 \times 10^2}{40}$$

計算:

$$= \frac{240}{40} = 6.0 \text{ K}$$
答え:
$$\Delta T = 6.0 \text{ K}$$
補足:熱容量と比熱の関係

熱容量 $C$ [J/K] は物体全体の性質ですが、比熱 $c$ [J/(g·K)] は物質固有の性質です。$C = mc$ の関係があり、同じ物質でも質量が変われば熱容量は変わります。

Point

熱容量 $C$ [J/K] は物体全体の性質。温度変化は $\Delta T = Q / C$ で求まる。比熱 $c$ との関係は $C = mc$。