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比熱はデータから教える

比熱問題熱量計算の中に入ってくる「比熱」は数は多くありませんが毎年出題されている単元です。ただやはりテキストの本文での扱いは少なくて問題演習で出たときに解説するような付け足しの扱いを受けています。しかし、入試では右の鷗友のように「比熱」という言葉を使って聞いてくる場合もありますから、しっかり理解しておくにこしたことはありません。

比熱というのは、水を基準として比べる値であり、例えば食用油は水1gの温度を1℃上昇させる熱によって温度が0.5℃しか上がらず、このときの比熱を0.5と表わします。比熱が小さい物質は温まりやすく冷めやすいと言えます。

比熱のグラフ5年生あたりの一般的なテキストでは「比熱」という言葉は使っていないかもしれませんが、水と氷を使った熱量計算などでその概念には触れていることだろうと思います。氷に一定の熱を加えていくときの温度を調べると、右下のグラフのように水が1℃上がるところを氷は2.04℃上がっています。氷の比熱は1÷2.04=0.49になるので、水に比べると倍近く温まりやすく冷めやすいことが分かります。

せっかくなので鷗友学園の問題を考えてみましょう。

問3 ①は比熱が同じと言っているのでふつうの熱量の計算で、Aの方が多いのだからBの方が温度変化が大きくなってグラフのウになります。
②は重さは同じだがAの方が比熱が大きいのだから温度が変化しにくい(温まりにくく冷めにくい)のでやはりグラフのウとなります。
問4④水が金属から受け取った熱量は300×(28−18)=3000(カロリー)で、200gの金属は3000カロリー失うことで100−28=72(℃)温度が下がっている。もし金属200gが水200gなら失った熱量は200×72=14400(カロリー)なので、比熱は3000÷14400=0.20833・・・より小数第3位を四捨五入して0.21となります。
②表で0.21はアルミニウムとわかります。
(中学受験理科で質問が多い 比熱水と氷や金属などの温まり方 に関する解説と教え方ページです) 

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