次の文中の[ ]内に入れるAの数値及びBの語句の組合せとして、正しいものは(1)〜(5)のうちどれか。
「標準大気圧の下で、質量1kgの水の温度を1K(1°C)だけ高めるために必要な熱量は約[A]kJであるから、水の[B]は約[A]kJ/(kg・K)である。」
正答4
解説
正解は4です。
水の比熱(比熱容量)の値と、その定義を問う問題です。
比熱とは、物質1kgの温度を1K上げるのに必要な熱量のことです。
水1kgを1K上げるには約4.2kJが必要なので、水の比熱は約4.2kJ/(kg・K)です。
【選択肢別解説】
1:× 2,300kJは水1kgの温度を1K上げる熱量ではありません。
約2,257kJ/kgは100℃の水の蒸発熱(潜熱)に近い値で、比熱とは別の量です。
2:× Aの420kJは正しい値の100倍で、誤りです。
またBの顕熱は温度変化に使われる熱そのものを指し、単位質量・単位温度当たりの値ではありません。
3:× Bの比熱は正しいですが、Aの420kJは誤りです。
正しくは約4.2kJです。
4:○ 水1kgを1K上げる熱量は約4.2kJ(正確には約4.19kJ)です。
この値を単位質量・単位温度当たりで表したものが比熱なので、A・Bとも正しい組合せです。
5:× Aの4.2kJは正しいですが、Bの顕熱は誤りです。
顕熱は物質の温度変化に使われる熱をいい、kJ/(kg・K)で表す物性値ではありません。
【ポイント】
水の比熱は約4.2kJ/(kg・K)、100℃での蒸発熱は約2,257kJ/kgです。
顕熱は温度を変える熱、潜熱は状態を変える熱という対比も頻出です。