第11章熱エネルギー、熱、仕事Thermal Energy, Heat, and Work原書 p.339–368
Test Prep実力テスト
Multiple Choice選択問題
11.1 Temperature and Thermal Energy 21The temperature difference of is the same as a. degree Celsiusb. degree Fahrenheitc. degrees Celsiusd. degrees Fahrenheit
11.1 温度と熱エネルギー 21の温度差は、次のどれと同じか。a. セルシウス度b. ファーレンハイト度c. セルシウス度d. ファーレンハイト度
22What is the preferred temperature scale used in scientific laboratories?
22科学の実験室で好んで使われる温度目盛りはどれか。
a. celsiusb. fahrenheitc. kelvind. rankine
a. セルシウスb. ファーレンハイトc. ケルビンd. ランキン
11.2 Heat, Specific Heat, and Heat Transfer 23Which phase of water has the largest specific heat?
11.2 熱、比熱、熱の移動 23水のどの相の比熱が最も大きいか。
a. solidb. liquidc. gas
a. 固体b. 液体c. 気体
24What kind of heat transfer requires no medium?a. conductionb. convection
24媒質を必要としない熱の移動はどれか。a. 伝導b. 対流
c. reflectiond. radiation
c. 反射d. 放射
25Which of these substances has the greatest specific heat?
25次のうち比熱が最も大きい物質はどれか。
a. copperb. mercury
a. 銅b. 水銀
c. aluminumd. wood
c. アルミニウムd. 木
26Give an example of heat transfer through convection.
26対流による熱の移動の例を挙げよ。
a. The energy emitted from the filament of an electric bulbb. The energy coming from the sun
a. 電球のフィラメントから放たれるエネルギーb. 太陽から来るエネルギー
c. A pan on a hot burnerd. Water boiling in a pot
c. 熱いコンロの上の鍋d. 鍋で沸騰する水
Short Answer記述式
11.3 Phase Change and Latent Heat 27What are the SI units of latent heat? a. b.
11.3 相変化と潜熱 27潜熱のSI単位は何か。 a. b.
28Which substance has the largest latent heat of fusion?
28融解の潜熱が最も大きい物質はどれか。
a. goldb. water
a. 金b. 水
c. mercuryd. tungsten
c. 水銀d. タングステン
29In which phase changes does matter undergo a transition to a more energetic state?
29物質がよりエネルギーの高い状態へ移るのは、どの相変化か。
a. freezing and vaporizationb. melting and sublimationc. melting and vaporizationd. melting and freezing
a. 凝固と気化b. 融解と昇華c. 融解と気化d. 融解と凝固
30A room has a window made from thin glass. The room is colder than the air outside. There is some condensation on the glass window. On which side of the glass would the condensation most likely be found?
30ある部屋に薄いガラスの窓がある。部屋の中は外の空気より冷たい。ガラス窓に少し結露している。結露はガラスのどちら側にできている可能性が高いか。
a. Condensation is on the outside of the glass when the cool, dry air outside the room comes in contact with the cold pane of glass.b. Condensation is on the outside of the glass when the warm, moist air outside the room comes in contact with the cold pane of glass.c. Condensation is on the inside of the glass when the cool, dry air inside the room comes in contact with the cold pane of glass.d. Condensation is on the inside of the glass when the warm, moist air inside the room comes in contact with the cold pane of glass.
a. 部屋の外の冷たく乾いた空気が冷たいガラスに触れて、ガラスの外側に結露する。b. 部屋の外の暖かく湿った空気が冷たいガラスに触れて、ガラスの外側に結露する。c. 部屋の中の冷たく乾いた空気が冷たいガラスに触れて、ガラスの内側に結露する。d. 部屋の中の暖かく湿った空気が冷たいガラスに触れて、ガラスの内側に結露する。
c. -273.15 °Fd. -459.67 °F
c. −273.15 °Fd. −459.67 °F
32What is absolute zero on the Celsius scale?a. 0 °Cb. 273.15 °C
32セルシウス目盛りで絶対零度はいくらか。a. 0 ℃b. 273.15 ℃
c. -459.67 °Cd. -273.15 °C
c. −459.67 ℃d. −273.15 ℃
33A planet’s atmospheric pressure is such that water there boils at a lower temperature than it does at sea level on Earth. If a Celsius scale is derived on this planet, will it be the same as that on Earth?
33ある惑星の大気圧は、そこでの水の沸点が地球の海面よりも低くなるような値である。この惑星でセルシウス目盛りを作ったら、地球のものと同じになるか。
a. The Celsius scale derived on the planet will be the same as that on Earth, because the Celsius scale is independent of the freezing and boiling points of water.b. The Celsius scale derived on that planet will not be the same as that on Earth, because the Celsius scale is dependent and derived by using the freezing and boiling points of water.c. The Celsius scale derived on the planet will be the same as that on Earth, because the Celsius scale is an absolute temperature scale based on molecular motion, which is independent of pressure.d. The Celsius scale derived on the planet will not be the same as that on Earth, but the Fahrenheit scale will be the same, because its reference temperatures are not based on the freezing and boiling points of water.
a. その惑星で作られるセルシウス目盛りは地球と同じになる。セルシウス目盛りは水の凝固点と沸点によらないから。b. その惑星で作られるセルシウス目盛りは地球と同じにはならない。セルシウス目盛りは水の凝固点と沸点にもとづいて作られるから。c. その惑星で作られるセルシウス目盛りは地球と同じになる。セルシウス目盛りは分子の運動にもとづく絶対温度の目盛りであり、圧力によらないから。d. その惑星で作られるセルシウス目盛りは地球と同じにはならないが、ファーレンハイト目盛りは同じになる。その基準の温度は水の凝固点と沸点にもとづいていないから。
34What is the difference between the freezing point and boiling point of water on the Reaumur scale?
34レオミュール目盛りでの水の凝固点と沸点の差はいくらか。
a. The boiling point of water is 80° on the Reaumur scale.b. Reaumur scale is less than 120°.
a. レオミュール目盛りでの水の沸点は80度である。b. レオミュール目盛りは120度より小さい。
c. 100°d. 80°
c. 100度d. 80度
11.2 Heat, Specific Heat, and Heat Transfer 35In the specific heat equation what does c stand for?
11.2 熱、比熱、熱の移動 35比熱の式で、cは何を表すか。
a. Total heatb. Specific heat
a. 全体の熱b. 比熱
c. Specific temperatured. Specific mass
c. 比温度d. 比質量
36Specific heat may be measured in J/kg · K, J/kg · °C. What other units can it be measured in?
36比熱はJ/kg·K、J/kg·℃で測れる。ほかにどんな単位で測れるか。
a. kg/kcal · °Cb. kcal · °C/kgc. kg · °C/kcald. kcal/kg · °C
a. kg/kcal·℃b. kcal·℃/kgc. kg·℃/kcald. kcal/kg·℃
37What is buoyancy?a. Buoyancy is a downward force exerted by a solid that opposes the weight of an object.b. Buoyancy is a downward force exerted by a fluid that opposes the weight of an immersed object.c. Buoyancy is an upward force exerted by a solid that opposes the weight an object.d. Buoyancy is an upward force exerted by a fluid that opposes the weight of an immersed object.
37浮力とは何か。a. 浮力とは、物体の重さに逆らって固体が及ぼす下向きの力である。b. 浮力とは、沈めた物体の重さに逆らって流体が及ぼす下向きの力である。c. 浮力とは、物体の重さに逆らって固体が及ぼす上向きの力である。d. 浮力とは、沈めた物体の重さに逆らって流体が及ぼす上向きの力である。
38Give an example of convection found in nature.a. heat transfer through metallic rodb. heat transfer from the sun to Earth
38自然界に見られる対流の例を挙げよ。a. 金属の棒を通しての熱の移動b. 太陽から地球への熱の移動
c. heat transfer through ocean currentsd. heat emitted by a light bulb into its environment
c. 海流による熱の移動d. 電球が周囲へ放つ熱
39Calculate the temperature change in a substance with specific heat 735 J/kg · °C when 14 kJ of heat is given to a 3.0-kg sample of that substance.
39比熱735 J/kg·℃の物質3.0 kgの試料に14 kJの熱を与えたときの温度変化を計算せよ。
a. 57 °Cb. 63 °Cc. 1.8×10-2 °Cd. 6.3 °C
a. 57 ℃b. 63 ℃c. 1.8×10-2 ℃d. 6.3 ℃
40Aluminum has a specific heat of 900 J/kg·ºC. How much energy would it take to change the temperature of 2 kg aluminum by 3 ºC?
40アルミニウムの比熱は900 J/kg·℃である。アルミニウム2 kgの温度を3 ℃変えるには、どれだけのエネルギーが要るか。
a. 1.3 kJb. 0.60 kJc. 54 kJd. 5.4 kJ
a. 1.3 kJb. 0.60 kJc. 54 kJd. 5.4 kJ
11.3 Phase Change and Latent Heat 41Upon what does the required amount of heat removed to freeze a sample of a substance depend?
11.3 相変化と潜熱 41ある物質の試料を凍らせるのに取り去るべき熱の量は、何によって決まるか。
a. The mass of the substance and its latent heat of vaporizationb. The mass of the substance and its latent heat of fusionc. The mass of the substance and its latent
a. その物質の質量と気化の潜熱b. その物質の質量と融解の潜熱c. その物質の質量と
heat of sublimation d. The mass of the substance only
昇華の潜熱 d. その物質の質量だけ
42What do latent heats, Lf and Lv, depend on? a. Lf and Lv depend on the forces between the particles in the substance. b. Lf and Lv depend on the mass of the substance. c. Lf and Lv depend on the volume of the substance. d. Lf and Lv depend on the temperature of the substance.
42潜熱LfとLvは何によるか。 a. LfとLvは、その物質の中の粒子間の力による。 b. LfとLvは、その物質の質量による。 c. LfとLvは、その物質の体積による。 d. LfとLvは、その物質の温度による。
43How much energy is required to melt 7.00 kg a block of aluminum that is at its melting point?
43融点にあるアルミニウムの塊7.00 kgを融かすには、どれだけのエネルギーが要るか。
Extended Response論述式
11.1 Temperature and Thermal Energy 45What is the meaning of absolute zero?a. It is the temperature at which the internal energy of the system is maximum, because the speed of its constituent particles increases to maximum at this point.b. It is the temperature at which the internal energy of the system is maximum, because the speed of its constituent particles decreases to zero at this point.c. It is the temperature at which the internal energy of the system approaches zero, because the speed of its constituent particles increases to a maximum at this point.d. It is that temperature at which the internal energy of the system approaches zero, because the speed of its constituent particles decreases to zero at this point.
11.1 温度と熱エネルギー 45絶対零度とはどういう意味か。a. 系の内部エネルギーが最大になる温度である。この点で構成粒子の速さが最大まで増すから。b. 系の内部エネルギーが最大になる温度である。この点で構成粒子の速さが0まで減るから。c. 系の内部エネルギーが0に近づく温度である。この点で構成粒子の速さが最大まで増すから。d. 系の内部エネルギーが0に近づく温度である。この点で構成粒子の速さが0まで減るから。
46Why does it feel hotter on more humid days, even though there is no difference in temperature?
46温度に違いがないのに、湿度の高い日のほうが暑く感じるのはなぜか。
a. On hot, dry days, the evaporation of the sweat from the skin cools the body, whereas on humid days the concentration of water in the atmosphere is lower, which reduces the evaporation rate from the skin’s surface.b. On hot, dry days, the evaporation of the sweat from the skin cools the body, whereas on humid days the concentration of water in the atmosphere is higher, which reduces the evaporation rate from the skin’s surface.
a. 暑く乾いた日には皮膚からの汗の蒸発が体を冷やすが、湿った日には大気中の水の濃度が低く、それが皮膚の表面からの蒸発の速さを下げるから。b. 暑く乾いた日には皮膚からの汗の蒸発が体を冷やすが、湿った日には大気中の水の濃度が高く、それが皮膚の表面からの蒸発の速さを下げるから。
(Latent heat of fusion of aluminum is 380 kJ/kg.)a. 54.3 kJb. 2.66 kJ
(アルミニウムの融解の潜熱は380 kJ/kgである。)a. 54.3 kJb. 2.66 kJ
c. 0.0184 kJd. 2.66×103 kJ
c. 0.0184 kJd. 2.66×103 kJ
44A 3.00 kg sample of a substance is at its boiling point. If 5,360 kJ of energy are enough to boil away the entire substance, what is its latent heat of vaporization?
44ある物質3.00 kgの試料が沸点にある。5,360 kJのエネルギーでこの物質全体を沸騰させきることができるとすると、その気化の潜熱はいくらか。
a. 2,685 kJ/kgb. 3,580 kJ/kgc. 895 kJ/kgd. 1,790 kJ/kg
a. 2,685 kJ/kgb. 3,580 kJ/kgc. 895 kJ/kgd. 1,790 kJ/kg
c. On hot, dry days, the evaporation of the sweat from the skin cools the body, whereas on humid days the concentration of water in the atmosphere is lower, which increases the evaporation rate from the skin’s surface.d. On hot, dry days, the evaporation of the sweat from the skin cools the body, whereas on humid days the concentration of water in the atmosphere is higher, which increases the evaporation rate from the skin’s surface.
c. 暑く乾いた日には皮膚からの汗の蒸発が体を冷やすが、湿った日には大気中の水の濃度が低く、それが皮膚の表面からの蒸発の速さを上げるから。d. 暑く乾いた日には皮膚からの汗の蒸発が体を冷やすが、湿った日には大気中の水の濃度が高く、それが皮膚の表面からの蒸発の速さを上げるから。
11.2 Heat, Specific Heat, and Heat Transfer 47A hot piece of metal needs to be cooled. If you were to put the metal in ice or in cold water, such that the ice did not melt and the temperature of either changed by the same amount, which would reduce the metal’s temperature more? Why?
11.2 熱、比熱、熱の移動 47熱い金属片を冷やす必要がある。金属を氷の中に入れるか冷たい水の中に入れるかで、氷は融けず、どちらも温度が同じだけ変わるとすると、金属の温度をより下げるのはどちらか。それはなぜか。
a. Water would reduce the metal’s temperature more, because water has a greater specific heat than ice.b. Water would reduce the metal’s temperature more, because water has a smaller specific heat than ice.c. Ice would reduce the metal’s temperature more, because ice has a smaller specific heat than water.d. Ice would reduce the metal’s temperature more, because ice has a greater specific heat than water.
a. 水のほうが金属の温度をより下げる。水は氷より比熱が大きいから。b. 水のほうが金属の温度をより下げる。水は氷より比熱が小さいから。c. 氷のほうが金属の温度をより下げる。氷は水より比熱が小さいから。d. 氷のほうが金属の温度をより下げる。氷は水より比熱が大きいから。
48On a summer night, why does a black object seem colder than a white one?
48夏の夜、黒い物体が白い物体より冷たく思えるのはなぜか。
a. The black object radiates energy faster than the white one, and hence reaches a lower temperature in less time.b. The black object radiates energy slower than the white one, and hence reaches a lower temperature in less time.c. The black object absorbs energy faster than the white one, and hence reaches a lower temperature in less time.d. The black object absorbs energy slower than the white one, and hence reaches a lower temperature in less time.
a. 黒い物体は白い物体より速くエネルギーを放射し、そのため短い時間でより低い温度に達するから。b. 黒い物体は白い物体よりゆっくりエネルギーを放射し、そのため短い時間でより低い温度に達するから。c. 黒い物体は白い物体より速くエネルギーを吸収し、そのため短い時間でより低い温度に達するから。d. 黒い物体は白い物体よりゆっくりエネルギーを吸収し、そのため短い時間でより低い温度に達するから。
49Calculate the difference in heat required to raise the temperatures of 1.00 kg of gold and 1.00 kg of aluminum by 1.00 °C. (The specific heat of aluminum equals 900 J/kg · °C; the specific heat of gold equals 129 J/kg · °C.)
49金1.00 kgとアルミニウム1.00 kgの温度を1.00 ℃上げるのに要る熱の差を計算せよ。(アルミニウムの比熱は900 J/kg·℃、金の比熱は129 J/kg·℃である。)
a. 771 Jb. 129 Jc. 90 J
a. 771 Jb. 129 Jc. 90 J
d. 900 J
d. 900 J
11.3 Phase Change and Latent Heat 50True or false—You have an ice cube floating in a glass of water with a thin thread resting across the cube. If you cover the ice cube and thread with a layer of salt, they will stick together, so that you are able to lift the ice-cube when you pick up the thread.
11.3 相変化と潜熱 50正誤問題——コップの水に氷が浮かんでいて、その上に細い糸が渡してある。氷と糸の上に塩をひとつまみかけると、両者はくっつき、糸を持ち上げれば氷も持ち上げられる。
a. Trueb. False
a. 正b. 誤
51Suppose the energy required to freeze 0.250 kg of water were added to the same mass of water at an initial temperature of 1.0 °C. What would be the final temperature of the water?
51水0.250 kgを凍らせるのに要るエネルギーを、はじめ1.0 ℃にある同じ質量の水に加えたとする。水の最終温度はいくらになるか。
a. -69.8 °Cb. 79.8 °Cc. -78.8 °Cd. 80.8 °C
a. −69.8 ℃b. 79.8 ℃c. −78.8 ℃d. 80.8 ℃