【演習】物質の状態変化と潜熱

物理基礎【熱】第6講『物質の状態変化と潜熱』の講義内容に関連する演習問題です。 講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。

物質の状態変化と潜熱「水は100℃で沸騰し，加熱し続けても温度は100℃のまま」これは小学校の理科の時間に習う事実ですが，熱を加えているのに温度が変化しないってどういうこと？...

問題

[Level.1]
1気圧下で水蒸気を冷やしていったときに起こる状態変化を，起こる順番にすべて書け。 また，同じ条件で気体の二酸化炭素を冷やしたときについても同様に答えよ。

[Level.2]
沸点にある3.0×10²gの液体の水をすべて同温度の水蒸気にするのに必要な熱量は何Jか。 ただし，水の蒸発熱を2.3×10³J/gとする。

[Level.3]
融点にある1.0×10²gの氷をすべて15℃の水にするのに必要な熱量は何Jか。 ただし，氷の融解熱を3.3×10²J/g，水の比熱を4.2J/(g・K)とし，有効数字2桁で答えよ。

この下に答えを載せていますが，まずは自力で考えてみましょう。

答え

[Level.1]
水蒸気：凝縮→凝固
二酸化炭素：凝華

[Level.2]
6.9×10⁵J

[Level.3]
3.9×10⁴J