qHBR5

次の文章中の空欄に入れる式と語の組合せとして正しいものを、下の①~⑧のうちから一つ選べ。

 熱容量の無視できる断熱容器に温度 T1 、熱容量 C1 の水が入っている。この水に温度 T2 (T2 > T1) 、熱容量 C2 の金属球を入れ、しばらくすると金属球と水は等しい温度になった。この変化はである。ただし、水の蒸発は無視できるものとする。

\(\large{\frac{C_1T_1+C_2T_2}{C_1+C_2}}\) 可逆变化
\(\large{\frac{C_2T_1+C_1T_2}{C_1+C_2}}\) 可逆变化
\(\large{\frac{C_1T_1-C_2T_2}{C_1+C_2}}\) 可逆变化
\(\large{\frac{C_2T_1-C_1T_2}{C_1+C_2}}\) 可逆变化
\(\large{\frac{C_1T_1+C_2T_2}{C_1+C_2}}\) 不可逆变化
\(\large{\frac{C_2T_1+C_1T_2}{C_1+C_2}}\) 不可逆变化
\(\large{\frac{C_1T_1-C_2T_2}{C_1+C_2}}\) 不可逆变化
\(\large{\frac{C_2T_1-C_1T_2}{C_1+C_2}}\) 不可逆变化

#センター16本試物理

しばらく経った後の温度を T としますと、

水が得た熱量
    C1(T - T1)

金属球が失った熱量は
    C2(T2 - T)

熱量保存の法則より、上の2つは等しいから、

    C1(T - T1) = C2(T2 - T)

 ∴  C1T + C2T = C1T1 + C2T2

 ∴  T = \(\large{\frac{C_1T_1+C_2T_2}{C_1+C_2}}\)

そして、熱の移動は 不可逆変化 です。

答えはです。

 

 

(暗算方法)
絶対的な熱量というものを仮定して、それが変化の前後で一定であるという式を立てると、

    C1T1 + C2T2 = (C1 + C2)T

となり、暗算で答えが求められます。