熱量保存の法則

概要

「高温物体が放熱した熱の量と低温物体が吸収した熱の量が等しくなる」、というアタリマエな感じがする法則。熱量の問題では、大抵この法則の式を立てることになる。

例題

例題を通して、この法則を理解してみよう。

【問】 の水 を の容器に入れたところ、水と容器の温度は等しくなった。この時の温度を求めよ。ただし、熱のやり取りは水と容器の間でのみ起こるものとし、水の比熱は 、容器の熱容量は とする。

【答】まずは求める温度を とおく。今回は高温物体が容器であり、低温物体が水である。容器の放熱量は与えられた熱容量を用いて、 と表される。次に水の吸熱量は与えられた比熱 (熱容量のページの中段に記載アリ)を用いて、 と表される。後は、熱量保存の法則によりこの二つの値が等しくなるので、

このように比熱や熱容量を用いて、出入りした熱量を求めて等式で繋げばよい。

補足

• 例題では容器と水の二物体の間で起こる熱のやり取りについて考えたが、何個の物体になっても 「すべての高温物体が放熱した熱の量とすべての低温物体が吸収した熱の量が等しい」 という式を立てれば問題を解くことができる。
• 要するにエネルギー保存則である。