共通テスト(理科) 過去問
令和8年度(2026年度)本試験
問10 (物理基礎(第3問) 問2(設問1))

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問題

共通テスト(理科)試験 令和8年度(2026年度)本試験 問10(物理基礎(第3問) 問2(設問1)) (訂正依頼・報告はこちら)

次の文章を読み、後の問いに答えよ。

A  大気圧の下での物質の加熱と冷却について考えてみよう。

次の文章中の空欄( a )に入れる数値として最も適当なものを、後の選択肢のうちからそれぞれ一つ選べ。

質量1000gの銅製容器を加熱して200℃の温度にした。その後加熱をやめて、20℃の水10gを容器の中に注いだところ、すべての水が水蒸気となって容器から水がなくなった。この過程を単純化して、20℃のすべての水が100℃の水になる過程(昇温過程)と、100℃の水が100℃の水蒸気になる過程(蒸発過程)のそれぞれの過程で容器から熱が奪われるものとして考える。
熱のやり取りは容器と水の間でのみ行われ、昇温過程では水の蒸発が起きないとすると、容器の温度は、昇温過程で( a )Kだけ下がり、蒸発過程で( b )Kだけ下がる。ただし、水の蒸発熱を2000J/g、水の比熱を4J/(g・K)、銅の比熱を0.4J/(g・K)とする。
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この過去問の解説 (2件)

01

熱のやり取りによる温度変化は熱量の式から計算します。
 

《熱量の式》
Q(熱量)=m(質量)×c(比熱)×T(温度)
※↑の式を変形して温度変化を求める式にします。

 T(温度変化)=Q(熱量)/(m(質量)×c(比熱))

 

この問題では、水の昇温過程での銅製容器の温度変化【a】を求めます。

 

【a】8K温度が下がる

水の温度上昇で使われた分の熱量が銅製容器から移動したとして計算をします。

まず、20℃の水10gが100℃になるために必要な熱量は


Q=m(質量)×c(比熱)×T(温度)

 =10×4×(100ー20)

 =3200J

 

この熱量が銅製容器から移動してきた(=3200Jの熱量が銅製容器から減った)ので、銅製容器の温度変化は


T=Q(熱量)/(m(質量)×c(比熱))

 =※ー3200/(1000×0.4)   ※減った熱量なのでマイナスで計算しています。

 =ー8K

 

よって、銅製容器は8K温度が下がるとなります。

まとめ

《熱量の式》
Q(熱量 J)=m(質量 g)×c(比熱 J/g・K)×T(温度 K)
※↑の式を変形して温度変化を求める式にします。

 T(温度変化)=Q(熱量)/(m(質量)×c(比熱))

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02

空欄(a)に入る数値は、8です。

20℃の水10gを100℃まで温めるために必要な熱量を求め、その熱量を銅製容器が失った熱量と考えます。

水が受け取る熱量は、

熱量=質量×比熱×温度変化

で求められます。

水の温度変化は、

100-20=80K

なので、

10×4×80=3200J

です。

一方、質量1000gの銅製容器は、温度が1K下がると、

1000×0.4=400J

の熱を失います。

したがって、3200Jの熱を水に与えるときの容器の温度低下は、

3200÷400=8K

となります。

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