【高校物理】比熱と熱容量：質量200gの鉄製の容器に、水150gが入っている。鉄の比熱を0.45J/（g・K），水の比熱を4.2J/（g・K）として、次の各問に答えよ。（1）鉄製の容器の熱容量はい…

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質量200gの鉄製の容器に、水150gが入っている。鉄の比熱を0.45J/（g・K）、水の比熱を4.2J/（g・K）として、次の各問に答えよ。
（1）鉄製の容器の熱容量はいくらか。
（2）全体の温度を1K上昇させるのに必要な熱量はいくらか。
（3）1800Jの熱量を与えたとき、全体の温度は何K上昇するか。

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指導講師：理数個別チャンネル

投稿日：2025.10.20

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断面積S〔m^2〕の円筒容器を鉛直に立て、質量m〔kg〕のなめらかに動くピストンによって、容器内にｎ〔mol〕の気体が密封されている。気体の温度をT₀〔K〕，大気圧をp₀（Pa），気体定数をR［J/（mol・K）］，重力加速度の大きさをｇ［m/sg］として、次の各問に答えよ。
（1）内部の気体の圧力はいくらか。
（2）容器の底からピストンまでの高さは何mか。
（3）温度をT₁〔K〕に変化させたとき、容器の底からピストンまでの高さはいくらか。

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問題文全文(内容文)：
自然長の長さL,ばね定数kの軽い一端を天井に固定し、他端に質量mの重りをとりつける。図のように、天井からの距離がLの水平面内で、重りを等速円運動をさせた。重力加速度の大きさをgとする。
（１）ばねの長さL´を、k,L,m,gを用いて表せ。
（２）等速円運動の角速度と周期を、L,m,gをもちいてそれぞれ表せ。
（３）等速円運動をしているとき、図の状態で重りがばねから外れた。このとき、おもりは①～③のどちらの向きに飛び始めるか。

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長さ0.50m，質量0.10gの弦が，大きさ18Nの張力となるように，おもりを用いて張られている。次の各問に答えよ。 (1)弦の線密度は何kg/mか。 (2)弦を横波が伝わるとき，その速さは何m/sか。 (3)弦に基本振動の定常波が生じているとき，その振動数は何Hzか。

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