問2 0 ℃の氷0．2 g をすべて0 ℃の水にするために必要な熱量は何J か。…
問1 ～問5 に答えよ。
問2 0 ℃の氷0．2 g をすべて0 ℃の水にするために必要な熱量は何J か。次の1 ～4 のうち から一つ選べ。ただし，水の融解熱を334 J/g，蒸発熱を2257 J/g とする。
- 1 66．8融解熱334J/gに質量0.2gをかけると66.8Jとなり、これが0℃の氷を0℃の水に変えるのに必要な正しい熱量です。
- 2 451．4451.4Jは蒸発熱2257J/gに質量0.2gをかけた値で、氷を水に変える(融解)ではなく水を蒸気に変える(蒸発)の計算になっています。
- 3 668668Jは融解熱334J/gに質量を2gと取り違えて計算した場合に出る値で、問題文の質量0.2gとは一致しません。
- 4 45144514Jは蒸発熱を用いたうえで質量も取り違えた場合に出る値で、いずれの誤りも重なっています。
解説
正解は1です。0℃の氷を0℃の水に変えるときには温度は変化せず、状態だけが変わる潜熱(融解熱)が使われます。氷0.2gをすべて融かすのに必要な熱量は、融解熱334J/gに質量0.2gをかけてQ=334×0.2=66.8Jと求められます。問題文にある蒸発熱2257J/gは液体の水を気体にする際に使う値であり、この設問の状態変化には関係しないため、うっかり使うと誤った数値を選んでしまいます。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00018.htm）を加工して作成