比熱とは、物質の温度を摂氏1度またはケルビン1度上げるのに必要な単位質量当たりの熱量です。 この3つの比熱の例題では、物質の比熱の求め方、または比熱に関わるその他の情報を紹介します。

比熱の式

比熱に最もよく関連する式は

Q = mcΔT

ここで
Q = 熱エネルギー
m = 質量
c = 比熱
ΔT = 温度変化 = (Tfinal – Tinitial)

この式の良い覚え方はQ = “em cat”

基本的には、Q = “em cat “です。 この式は、ある物質の温度をある程度上げるために加える熱量（または、物質が冷えて失われる量）を求めるために使われます。

この式は、温度が変化しても物質の状態が同じ（固体、液体、気体）である材料にのみ適用される。

比熱の例題-熱量を求める

質問です。 500gの鉛の立方体を25℃から75℃に加熱した。 このとき、鉛を加熱するのに必要なエネルギーはいくらか。 鉛の比熱は0.129J/g℃です

解答。

m = 500 grams
c = 0.129 J/g°C
ΔT = (Tfinal – Tinitial) = (75℃ – 25℃) = 50℃

これらの値を先ほどの比熱の式に落とし込んでみましょう。

Q = mcΔT

Q = (500g)-(0.129J/g°C)-(50℃)

Q = 3225J

答え。 鉛の立方体を25℃から75℃に加熱するのに3225ジュールのエネルギーが必要でした。

比熱の例題-比熱を求める

質問です。 25gの金属球を2330ジュールのエネルギーで200℃に加熱した。 その金属の比熱はいくらか

解答。

m = 25グラム
ΔT = 200℃
Q=2330ジュール

これらを比熱の式に当てはめてください。

Q = mcΔT

2330 J = (25 g)c(200 ℃)

2330 J = (5000 g℃)c

両辺を5000 g℃で割る

c = 0.466 J/g℃

答えは？ 金属の比熱は0.466J/g℃です。

比熱の例題-初期温度を求める

質問です。 熱い1kgの銅の塊を100℃まで冷ました。 このとき、銅が231kJのエネルギーを放出したとすると、銅の初期温度は何度であったか。 銅の比熱は0.385J/g℃です。

解答。

m = 1 kg
Tfinal = 100 ℃
Q = -231 kJ（負の符号は銅が冷えてエネルギーを失っているため）
c = 0.385 J/g℃

単位を比熱の単位とそろえる必要があるので、質量とエネルギーの単位を変換しましょう。

m = 1kg = 1000g

1kJ = 1000J
Q = -231kJ – (1000J/kJ) = -231000J

これらの値を比熱の式に落とし込む。

Q = mcΔT