問題0℃の氷1kgを、0℃の水を経て100℃の水蒸気に変化させるまでに必要な熱量に関する記述として、正しいものはどれか。
- a氷を水に融解させる融解潜熱、水を0℃から100℃まで加熱する顕熱、100℃の水を水蒸気にする蒸発潜熱の合計として求められる
- b氷を水に融解させる融解潜熱だけを考えればよく、その後の加熱・蒸発に要する熱量は無視できる
- c0℃の氷が100℃の水蒸気になるまでの熱量は、氷の融解潜熱のみで決まり、水の顕熱や蒸発潜熱は関係しない
- d水が水蒸気に変化する際に必要な蒸発潜熱は、水を0℃から100℃に加熱する顕熱と同じ大きさである
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正解：a. 氷を水に融解させる融解潜熱、水を0℃から100℃まで加熱する顕熱、100℃の水を水蒸気にする蒸発潜熱の合計として求められる
氷から100℃の水蒸気になるまでの全熱量は、氷の融解潜熱・水の顕熱・水の蒸発潜熱の3つを合計して求める必要がある。2つ目、3つ目は顕熱や蒸発潜熱の分を無視しており誤り。4つ目は水の顕熱(比熱4.19kJ/(kg・K)×100K=約419kJ/kg)と蒸発潜熱(約2257kJ/kg)は大きさが大きく異なるため誤りである。