2015年雙葉学園の問題です。
下の図のような器具を用いて、温度が15℃に保たれた室内で冷凍庫から－20℃のくだいた氷を取り出し、紙コップに半分位入れ、発泡スチロールのふたをして中央に温度計を差し込みました。そして、容器全体をふり動かしながら1分ごとに50分間温度をはかると、右下のグラフが得られました。ただし、室内から紙コップには常に一定の熱があたえられ、その熱は氷や水にすべて吸収されるものとします。
問1 グラフのab間で、氷はどのような状態になっていますか。次の中から正しいものを1つ選び、番号で答えなさい。
1 氷はとけずに、すべて残っている。
2 氷はaでとけ始め、bですべてとけ終わって水になる。
3 氷はaでとけ始め、bでは氷の柑％がとけて水になっている。
4 氷はaですべてとけて水になる。
問2 グラフのbc間で、室内から紙コップに熱があたえられても温度が一定になるのはなぜですか。次の中から正しいものを1つ選び、番号で答えなさい。
1 熱が氷の温度を上げるのに使われるから。
2 熱が水の温度を上げるのに使われるから。
3 熱が氷と水の温度を上げるのに使われるから。
4 熱が氷をとかして水にするのに使われるから。
5 熱が水を蒸発させるのに使われるから。
問3 cd間で、水は毎分何℃の割合で温度が上がっていますか。正しい値を次の中から選び、番号で答えなさい。
1 1.0
2 2.0
3 2.5
4 3.0
5 3.5
問4 グラフのd点からさらに10分たっと温度は何℃になりますか。正しい値を次の中から選び、番号で答えなさい。
1 10
2 15
3 20
4 25
5 30
問5 熱の量をcal(カロリー）という単位で表すことがあります。1gの水の温度を1℃上げるのに必要な熱をlcalと決めています。実験終了後、紙コップの中の水の重さは25gでした。
（１） cd間で紙コップに与えられた熱は毎分何calになりますか。正しい値を次の中から選びプ番号で答えなさい。
1 0
2 20
3 25
4 45
5 50
（2）氷がとけ始めてからとけ終わるまでに必要な熱は氷1gあたり何calこなりますか。正しい値を次の中から選び、 番号で答えなさい。
1 80
2 100
3 125
4 150
5 200
【解答と解説】
問1
0°cになったときに初めて氷と水が混合し、その後0°のままですべて水になって、そこから温度が上がり始めます。
（答え）1
問2
すべての熱が氷→水に使われるからです。
（答え）4
問3
5分で10℃ですから1分間には2℃です。
（答え）2
問4
室内の温度が15℃になっているので、15℃以上にはなりません。
（答え）2
問5
（１）25gで10℃ですから、250calです。5分間で与えられたので1分あたりは250÷5＝50calになります。
（答え）5
（２）
1分間に50calですから、40分では2000calです。全部で25gですから、2000÷25＝80calになります。
（答え）1
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