乙4の熱の問題：比熱・熱量・熱の移動（伝導・対流・放射）

物理の「熱」は、まず言葉の定義と向き（大きいほどどうなるか）を押さえるのが基本です。 覚えるのは比熱の意味・熱量の式・熱の伝わり方3つ・熱膨張の4つ。 計算は「質量×比熱×温度変化」の掛け算1本だけです。

比熱と熱容量

比熱は、物質1gの温度を1℃（1K）上げるのに必要な熱量で、単位は J/(g・℃) などです。 物質ごとに決まった値で、比熱が大きいほど温まりにくく、いったん温まると冷めにくい性質になります。 水の比熱は約4.2 J/(g・℃)で、身近な物質の中では大きいほうです。

熱容量は、その物体全体の温度を1℃上げるのに必要な熱量で、質量×比熱です。 比熱は「物質1gあたり」、熱容量は「その物体まるごと」と、何を基準にしているかで区別します。 同じ水でも、コップ1杯と浴槽1杯では熱容量が大きく違います。

熱量の計算：質量×比熱×温度変化

温度変化は「何℃になったか」ではなく上がった（下がった）幅を使います。 最後の温度をそのまま掛けてしまうのが計算のミスどころです。 試験会場では電卓が使えないので、計算問題との付き合い方は乙4の計算問題は捨てていい？も参考にしてください。

熱の伝わり方：伝導・対流・放射

見分けるときは「何が動いているか」を見ます。物体はそのままで熱だけが伝われば伝導、 液体や気体そのものが動いて熱を運べば対流、真空でも届くなら放射です。 太陽の熱が宇宙空間を越えて地球に届くのは、放射でしか説明できません。

熱伝導率：小さいほど熱がこもる

熱伝導率は熱の伝わりやすさで、一般に金属は大きく、気体や木材・布などは小さくなります。 熱伝導率が小さい物質は、熱が外に逃げずに内部にたまるので、温度が上がりやすく燃えやすくなります。 「熱伝導率が大きいほど燃えやすい」と向きを逆にした選択肢は誤りです。 乾性油を染み込ませた布が自然発火しやすいのも、酸化で出た熱がこもるためです（動植物油類とヨウ素価）。

熱膨張：液体は温まると体積が増える

液体は温度が上がると体積が増えます。増える体積は元の体積×体膨張率×温度変化で求めます。 たとえば体膨張率0.001/℃の液体（説明用の数値）1,000Lが20℃上がると、1,000×0.001×20＝20L増えます。

だから危険物を入れる容器やタンクは満杯にせず、空間（空間容積）を残すのが基本です。 隙間なく満たして密栓すると、温度上昇で膨張した分の逃げ場がなく、容器の破損や漏えいにつながります。 第4類の貯蔵・取扱いの共通の注意は第4類の共通性状で扱っています。

状態変化と熱：冷却消火とのつながり

固体→液体（融解）、液体→気体（蒸発）のような状態変化では、温度を変えずに熱を吸収します（融解熱・蒸発熱）。 状態変化は物質そのものは変わらないので物理変化です。 水は比熱が大きく、蒸発するときにも多くの熱を奪うので、燃えているものの熱を奪う冷却消火に使われます。 ただし第4類の火災に棒状の水が向かない理由は別にあるので、消火の覚え方で確認してください。

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このテーマのひっかけ

物理化学全体で計算なしで取れる論点は物理化学が難しい人へ、静電気は静電気対策の覚え方にまとめています。

よくある質問

参考：比熱・熱容量・熱量・熱の移動・熱膨張・状態変化は物理の一般原理に基づく説明です。水の比熱は約4.18 J/(g・K)（25℃。国立天文台編「理科年表」）を概数4.2で計算しています。 計算例の比熱2.1・体膨張率0.001は説明用に設定した数値で、特定の危険物の物性値ではありません。

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