冷水の熱量について

質問

4,941トンの水を0℃にするための熱量はいくらになるのですか。
水道水の温度20℃⇒0℃の冷水にした場合　　　温度差20℃
熱量　　何GJになるのですか。

回答No.2

Tann3 · ベストアンサー

国際単位系（ＳＩ）は、「直感的な概算」がしにくいですね。
　理科離れというのは、そういう直感で分かるものを少なくしてしまった結果もあるのかもしれません。

　熱量の「ジュール」というのは、生活感覚からは直感できません。熱量というより「仕事」の単位だからでしょう。
　「カロリー」なら、「1グラムの水の温度を1度上げるのに要する熱量が1カロリー」ということで直感しやすいですが、国際単位系では使わないことになっていますね（唯一使えるのは、食べ物の消費熱量）。

　一つの概算として、4,941トンを「約5,000トン」として、これの温度を20度下げるということは、「1,000トンの沸騰している水を0℃まで下げる」、逆にいうと「0℃の水を沸騰するまで加熱する」だけの熱量が移動するのと同じということです。「1,000トンの水」は「10m×10m×10m」ですから、とてつもない量ですね。
　それぐらいの膨大な熱量です。

　頭で分かりやすくするには、なじみの単位で計算してみることです。このために「カロリー」で計算してみます。

　4,941トン＝4.941　×　10^3　トン　＝　4.941　×　10^6　キログラム　（10^6は「10の6乗」の意味）
　　　　　　＝4.941　×　10^9　グラム
　　　　　　：概算で　5　×　10^9　グラム

　これを20度　上げる（下げる）熱量は、

　　5　×　20　×　10^9　＝　100　×　10^9　カロリー
　　　　　　　　　　　　　＝100　×　10^6　キロカロリー

となります。上に書いた、「1,000トンの水」（10^9グラム＝10^6キログラム）の水の温度を100度上げる（下げる）ということと一致しますね。

　厳密には、

　　4.941　×　20　×　10^9　＝　98.82　×　10^9　カロリー
　　　　　　　　　　　　　　　＝　98.82　×　10^6　キロカロリー

　これを、最後に「１カロリー＝4.1868ジュール」で換算して「ジュール」に直すと、

　98.82　×　10^9　カロリー　＝　98.82　×　4.1868　×　10^9　ジュール
　≒　413.7　×　10^9　ジュール　
　＝　413.7　×　10^6　キロジュール　
　＝　413.7　×　10^3　メガジュール　
　＝　413.7　　　　　　ギガジュール　

　私は上のように、直感的に理解しやすい単位で計算して、最後に単位を換算する、というやり方を好みます。（そうすると途中経過を検証しやすい）

　計算することよりも、「考え方」をよく理解して下さい。

回答No.1

ORUKA1951

水の比熱は、約4220 (J/K*kg)
1tは、1000kg
温度差は 20(K) (ケルビン)
ですから、単純に掛け算してください。
なお、G(ギガ)は10⁹で、kは10³ですから単位の換算を間違わないように。