比熱（求め方・単位・計算問題の解き方など）

【プロ講師解説】このページでは『比熱（求め方・単位・計算問題の解き方など）』について解説しています。解説は高校化学・化学基礎を扱うウェブメディア『化学のグルメ』を通じて6年間大学受験に携わるプロの化学講師が執筆します。

比熱とは

比熱とは、ある物質を1gあたり1K温度を上げるために必要な熱量である。

水の比熱は約4.2(J/(g・K))である。

熱量(J)
＝比熱(J/(g・K))× 物質の質量(g)×温度変化(K)

Point!

比熱を使った計算は、与えられた値を上の式に代入するだけで解くことができる。例題を用いて説明していこう。

問題

25℃の水500gを45℃に上昇させるために必要な熱量は何kJか。また、45℃になった水に8.4kJの熱量を加えたら、水温は何℃まで上昇するか。ただし、水の比熱を4.2J/(g・K)とする。）

まず、1文目の方。
先ほど紹介した文に、与えられた値を全て代入すると…

\[
\begin{align} 熱量&=4.2×10^{-3}(kJ/(g・K))×500(g)×(45-25)(K) \\
&=42(kJ) \end{align}
\]

次に、後ろの文。
何℃まで上昇するかを求めるので、温度変化の後の温度をtと置き計算する。

\[
4.2×10^{-3}(kJ/(g・K))×500(g)×(t-45)(K)=8.4(kJ) \\
\leftrightarrow t=49(℃)
\]

問１

【】に当てはまる用語を答えよ。

物質を加熱したときに物質が受け取るエネルギーを熱エネルギーといい、その量を【１】という。
物質１gの温度を1K（℃）上げるのに必要な【１】を【２】という。

【問１】解答/解説：タップで表示

解答：【１】熱量【２】比熱

比熱とは、ある物質を1gあたり1K温度を上げるために必要な熱量である。

水の比熱は約4.2(J/(g・K))である。

問２

【】に当てはまる用語を答えよ。

比熱が【１（大きor小さ）】いほど、温まりにくく冷めにくい。

【問２】解答/解説：タップで表示

解答：【１】大き

比熱が大きいほど、温まりにくく冷めにくい。

問３

水の比熱を4.2(J/(g・K))とし、以下の問いに答えなさい。

（１）25℃の水100gを35℃に上昇させるために必要な熱量は何Jか。
（２）10℃の水200gに8.4kJの熱量を加えたら、水温は何℃になるか。

【問３】解答/解説：タップで表示

解答：（１）4200(J)（２）20(℃)

比熱を使う計算は、与えられた値を次の式に代入することで求めることができる。

熱量(J)
＝比熱(J/(g・K))× 物質の質量(g)×温度変化(K)

Point!

（１）

上の式に全ての値を代入すると…

\[
\begin{align} 熱量&=4.2(J/(g・K))×100(g)×(35-25)(K) \\
&=4200(J) \end{align}
\]

（２）

上の式に全ての値を代入すると…

\[
4.2×10^{-3}(kJ/(g・K))×200(g)×(t-10)(K)=8.4(kJ) \\
\leftrightarrow t=20(℃)
\]