(1) 氷の温度上昇($-20\;°\text{C} \to 0\;°\text{C}$):
氷の比熱 $c_{\text{氷}} = 2.1\;\text{J/(g·°C)}$、質量 $m = 50\;\text{g}$、温度変化 $\Delta T = 20\;°\text{C}$ より:
$$Q_1 = mc_{\text{氷}}\Delta T = 50 \times 2.1 \times 20 = 2100 = 2.1 \times 10^3\;\text{J}$$(2) 融解($0\;°\text{C}$ の氷 → $0\;°\text{C}$ の水):
氷の融解熱 $L = 334\;\text{J/g}$ を使い:
$$Q_2 = mL = 50 \times 334 = 16700 = 1.67 \times 10^4\;\text{J}$$(3) 水の温度上昇($0\;°\text{C} \to t\;°\text{C}$):
水の比熱 $c_{\text{水}} = 4.2\;\text{J/(g·°C)}$ より:
$$Q_3 = mc_{\text{水}} \times t = 50 \times 4.2 \times t = 210t\;\text{J}$$融解熱(334 J/g)に比べ、蒸発熱(2260 J/g)は約 7 倍も大きいです。液体 → 気体の方が分子間の結合を切るのに多くのエネルギーを必要とします。
状態変化を含む加熱:温度上昇は \(Q = mc\Delta T\)、状態変化は \(Q = mL\)。温度変化と状態変化を分けて計算し、足し合わせる。