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金属の比熱についての質問
2023/10/16 17:23
- 混合液体の比熱を計算できるか疑問。
- 水と液体アルミの比熱で熱量を計算できるか不明。
- 粉状のアルミと水を混合して冷却される際の熱量を求める。
金属の比熱
2009/12/11 19:24
水と液体アルミを混合したものを冷却し、その際の熱量を求めたいのですが、こういった混合液体の比熱は計算上出せるのでしょうか？
割合は水：アルミ＝1：8です。
または、今後されているのを無視して、水と液体アルミそれぞれの比熱で計算した熱量を足せばよいのでしょうか？
よろしくお願いいたします。
大変失礼しました。
液体ではなく粉状のアルミでした。
粉アルミと水を混合したものが、タンク内にありタンク周りを冷たい水がポンプで循環されています。タンク内がこのポンプの水で冷却されています。「その際」とは、アルミが冷却されるときの奪われた熱量です。
説明不足でした。
回答 （4件中 1～4件目)
他の回答とダブりますが,整理してみます。
アルミは水と反応するように思いますが,ここではアルミ粉表面は
不動態を形成した状態で反応はないものと仮定します。
つまり化学変化がない完全な混合物を想定します。
物質1および2の比熱をそれぞれC1,C2とし,各質量をW1,W2とします。
温度tの変化で増加する熱量は C(W1＋W2)＝C1･W1＋C2･W2
ですから,混合物の比熱は C＝(C1･W1＋C2･W2)/(W1＋W2)
で計算できます。
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水、アルミを別々に10℃→50℃にするとして、混ぜて50℃にならなければオオゴトです。
別々状態と混ぜた状態で何か変わるのでは？ に不審を抱かれているかと。
熱の伝わり方は違うでしょうね。
水は対流がないと伝熱が悪い。アルミは一体なら伝熱良いが、粉なら接触しないと悪い。とりわけ水：アルミ＝1：8 は悪いが重奏してますね。
Ｑ；混合されているのを無視して、水と液体アルミそれぞれの比熱で計算した熱量を足せば
よいのでしょうか？
Ａ；ＹＥＳです。
但し、水：アルミ＝1：8を考慮して下さい。又は、タンク内にある水とアルミの総量で
計算しても可です。
お礼
2009/12/14 07:44
ありがとうございました。計算してみます。
＞水と液体アルミを混合
アルミの融点はおよそ６６０℃であって、常圧においてアルミが液体の温度
では、水は沸騰して蒸散してしまいます。
どのような状況を想定すればいいのか理解に苦しみます。
もう少しご説明をお願いできないでしょうか。
＞その際の熱量
「その際の熱量」とはどのようなことを表したいのでしょうか？
６６０℃の混合物を常温まで冷やすために奪い去ることが必要な熱量でしょ
うか？
＞割合は水：アルミ＝1：8です。
比率を質量比と考え、水が1kg、アルミが8kgあるとします。
水の比熱は4182J/kg℃、アルミの比熱は900J/kg℃なので、
混合物の熱容量は
4182J/kg℃×1kg＋900J/kg℃×8kg＝4182J/℃＋7200J/℃＝11382J/℃
混合物の質量は1kg＋8kg＝9kgですので、
混合物の比熱は、11382J/℃÷9kg＝1264.7J/kg℃と計算できます。
データの出処
http://www.hakko.co.jp/qa/qakit/html/index2.htm
お礼
2009/12/14 07:42
回答ありがとうございました。やはり単純に足して計算してよいんですね。
お礼
2009/12/14 07:43
とりあえず大雑把な熱交換の計算ができればよいので他の方が言われているユニ計算してみます。ありがとうございました。