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比熱に関する問題
もうすぐテストなのですが、わかりません。 <<問題１>> 100ｍの落差を持つ滝がある。 この滝の水が落下し、下の水面と衝突した時、持っていた力学的エネルギーがすべて熱に代わり、滝の水を温めたとすると滝の水の温度は何℃上がるか。 水の比熱は４．２J／ｇKとする。 <<問題2>> 質量110ｋｇのオートバイが30ｍ／ｓで走ってきたが、前方に自動車がいたのでブレーキをかけて止まった。この時すべての運動エネルギーが熱に変わり、発生した熱がすべてブレーキを暖めるのに使われたとすると、ブレーキの温度は何℃上昇しますか。ブレーキは鉄製で質量1000ｇ、鉄の比熱は０．４４J／ｇKです。 どちらか一問でもいいのでわかる方がいたら教えて下さい!! よろしくお願いします。
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(1) 水の質量をＭ[kg]、重力加速度をgとすると 水の持つエネルギーは100ｇＭ[J] よって、求める温度をＴ[℃]とすると Ｔ＝100Ｍｇ/4.2/(Ｍ*1000)＝980/4.2/1000＝0.23[℃] (2) オートバイの持つ運動エネルギーは (1/2)*110*(30^2)[J] よって求める温度をＴ[℃]とすると Ｔ＝(1/2)*110*(30^2)/0.44/1000＝112.5[℃] なんか、温度が高すぎるような気もするのですが、どこが間違いか分からないので、このままにしておきます。
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- a0123456789
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<<問題１>> これは、滝の落ちる位置での水平方向の速度が０と仮定し、重さｍの水だけを考えれば解けます。 このときの水の力学エネルギーは、水の位置エネルギー差(ｍ・ｇ・ｈ)となります。 重さｍの水を温度ｔ℃上げるのに必要なエネルギーは、比熱をCpとするとｍ・ｔ・Cpです。 よって、与えられた条件より、解は求まるのではないでしょうか？ <<問題2>> この場合は、運動エネルギーが（ｍｖ＾２）/2であり[ここでのｍはオートバイの質量]、温度が上がるのが鉄に変るだけで問題１とほぼ同様にしてとけるのではないでしょうか(注意点は問題2の場合、はじめの項の質量と後ではモノが違います。［オートバイの質量とブレーキの質量］)？
お礼
説明の仕方がとてもわかりやすくて助かりました。 本当にありがとうございました。
- blackdragon
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問題１ 位置エネルギーって習いましたよね？ １gのものが100ｍの高さにあるときの位置エネルギーは何Jでしょう？ その値を、水の比熱で割ってみましょう。 もしくは、モノが100m自由落下すると、早さは何m/sになりますか？ そのときの1gあたりの運動エネルギーは？以下同じ 問題２ 110kgが30m/sで運動している時の運動エネルギーを計算しましょう。 それを、（ブレーキの重量×鉄の比熱）で割ってやりましょう。 それぞれの要素の求め方は、教科書にちゃんとかいてあるハズです。
お礼
ただ答えを答えてもらうだけでなく、先生みたいで＾＾ ｐｔを差し上げられなくて申しわけありません。 わかりやすかったです。ありがとうございました！
お礼
両方答え、あってました!! めちゃわかりやすかったです!! 本当にありがとうございました。