💡 ヒント：問題82 水の状態変化

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

水を加熱していくと、状態が 固体（氷）→ 液体（水）→ 気体（水蒸気） と変化します。各段階で熱量と温度の関係が違います。

温度変化中：\(Q = mc\Delta T\)（比熱）
融解中（0 ℃で氷→水）：\(Q = mL_{\text{融}}\)、温度変化なし
蒸発中（100 ℃で水→水蒸気）：\(Q = mL_{\text{蒸}}\)、温度変化なし

✏️ 求めるもの

水の状態を変化させるのに必要な熱量、または温度の時間変化グラフ。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

融解（0 ℃）と蒸発（100 ℃）では、熱を加えても温度が上がらない区間がある
水の比熱が高いので、液体段階の傾きが氷より緩やか
蒸発の段階が最も長い（蒸発熱が大きいため）

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具

氷の比熱：\(c_{\text{氷}} \approx 2.1\) J/(g·K)
水の比熱：\(c_{\text{水}} = 4.2\) J/(g·K)
融解熱：\(L_{\text{融}} = 333\) J/g
蒸発熱：\(L_{\text{蒸}} = 2257\) J/g

段階に分ける：氷の加熱・融解・水の加熱・蒸発・水蒸気の加熱
各段階で熱量を計算：温度変化部分は \(mc\Delta T\)、相変化部分は \(mL\)
合計する：すべての段階の熱量を合計

注意

状態変化の温度（融点・沸点）では、熱を加えても温度が変わらない。グラフでは水平な区間として現れる。「相変化中の比熱」は意味がないので使わない。