問4 氷や水の分子の熱運動,または,温度が上昇しなかった間に加えた熱量の説明とし…
(1 ・2 のどちらか1 題を選び解答する) 熱の性質とその利用について,問1 ~問5 に答えよ。 温度が-20 ℃の氷100 g に対して,一定の熱量を加 え続ける実験を行った。図は,加えた熱量とそのときの 温度を表したものである。ただし,加えた熱量はすべて 氷および水に伝わり,それ以外の物体には伝わらないも のとする。
問4 氷や水の分子の熱運動,または,温度が上昇しなかった間に加えた熱量の説明として適切 なものを,次の1 ~4 のうちから一つ選べ。
- 1 氷は固体の状態なので,分子の熱運動はなく,振動することもない。固体でも分子はその場で振動しています。熱運動が無いわけではありません。
- 2 液体の状態の水では,熱運動により分子どうしの距離が変わることはない。液体では分子が動き回るので、分子どうしの距離は絶えず変わります。
- 3 温度が上昇しなかった間に加えた熱量は,氷(固体)と水(液体)の分子が均等に受け取る。加えた熱は、氷がとけるために使われます。氷と水の分子が均等に受け取るわけではありません。
- 4 温度が上昇しなかった間に加えた熱量は,氷(固体)の分子どうしの結合を,弱めたり切り離したりする。温度が上がらない間の熱は、分子どうしの結び付きを切るために使われます。
この問題は問題の図(写真・図・表など)を見て答えます。図はこちらに転載していないため、下の出典のページから公式のPDFをご覧ください。解説だけでも読み取り方が分かるように書いています。
解説
正解は4です。氷に熱を加えても0℃のまま温度が上がらない間は、加えた熱が氷の分子どうしの結び付きをゆるめたり切り離したりするために使われています。この熱を融解熱といいます。固体でも分子はその場で振動しており、熱運動が無いわけではありません。液体では分子が動き回るので、分子どうしの距離も変わります。状態変化の間は温度が変わらない、という点とあわせて覚えておきましょう。
出典:文部科学省ホームページ(https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00001.htm)を加工して作成