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比熱と温度変化のモデル - (2009/08/27 (木) 15:16:02) のソース

****比熱と温度変化のモデル
いわば内部エネルギーの液体モデルとでもいおうか。温度を液柱の高さに見立てれば，熱量保存の法則が図式的に理解可能になる。
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物体を柱状の容器にみたてて，断面積を熱容量，入っている液体（＝内部エネルギー）の高さを温度と考える。質量$$m$$，比熱$$c$$の物体が$$Q$$の熱を受け取ったときの温度変化を$${\it\Delta}t$$とすると，

$$Q = mc{\it\Delta}t$$

の関係が一目瞭然である。
#ref(http://www14.atwiki.jp/yokkun?cmd=upload&act=open&pageid=158&file=Heat.bmp)

また，質量$$m_1$$，比熱$$c_1$$の高温物体が，質量$$m_2$$，比熱$$c_2$$の低温物体と熱的に接触して高温物体が$${\it\Delta}t_1$$の温度降下，低温物体が$${\it\Delta}t_2$$の温度上昇をして熱平衡にいたったとすると，熱量保存は

$$m_1c_1{\it\Delta}t_1 = m_2c_2{\it\Delta}t_2$$

と書け，これも細いパイプで連結された２つの容器中の液高が等しくなって落ち着くことに相当し，わかりやすい。
#ref(http://www14.atwiki.jp/yokkun?cmd=upload&act=open&pageid=158&file=Heat2.bmp)
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