金属元素の比熱

［物理：エネルギー：気体の内部エネルギー]

計算

特長
  • 気体分子の場合と同様、固体である金属元素の場合も、1モルの熱容量がその種類によらずだいたい、同程度の大きさになることを確認し、温度と原子1個あたりの運動エネルギーについての認識を深める。
  • 「気体の内部エネルギーと比熱」の導入、あるいは補足説明として取り扱う。
用具
理科年表、周期表(教科書などに載っているものでよい）
方法
  1. 理科年表などを使って金属元素(Mg,Al,Ca,Fe,Cu,Zn,Ag,Auなど）の比熱を調べ、表を作成しておく。
  2. なお、時間があれば、1gあたりの原子数を計算し、これを横軸に、比熱の値を縦軸にとって結果をグラフにプロットさせる（このほうがいかにも物理らしい）。（表の例参考）

元素 比熱 原子量 1モルの熱容量
Mg 0.246 24.3 5.98
　　　　　　
原理
気体分子の場合と同様、固体である金属元素の場合も、1モルの熱容量がその種類によらずだいたい、同程度の大きさになる。
メモ
  • いずれにしても作業として生徒に行わせるためには、電卓が必需品。学校に50台程度は用意しておきたい。