国際科学技術コンテスト

化学オリンピックだより 2009 vol.3 熱の伝わり方には法則があった!?

解説01 容器Bの水を容器C,Dに半分ずつ分けます。 ポイント水を分けることで熱伝導を2回行います。解説02 容器Cを容器Aの中に入れて温度が等しくなってから容器Bに水を戻します。解説03解説03 容器Dを容器Aの中に入れて温度が等しくなってから容器Bに水を戻します。解説05解説06解説07 容器Bの水の温度が容器Aのお茶の温度より高くなっています。解説08

回答

できる。一例として,次の手順で行えばよい。
(1)容器Bの水を容器C,Dに半分ずつ分ける。
(2)容器Cを容器Aの中に入れると,60℃になるので,水を容器Bに戻す。
(3)容器Dを容器Aの中に入れると,約47℃になるので,水を容器Bに戻す。
(4)容器Bの水は約53℃になり,容器Aのお茶は約47℃になっている。

条件として示した,容器による熱の吸収や周囲への熱放出はないとした容器A~Dを用いた熱伝導だけで, 左記のようなことが可能である。始めに分割するのがお茶でもよい。また,2等分でなくてもよい。 熱交換器の原理である。

図

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