💡 ヒント:熱量計の熱容量を求める

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

湯が失った熱量は「水」と「容器」の両方に配分されます。水が吸った分はすぐ計算できるので、残りが容器に行った分。その容器の温度変化と吸熱量から容器の熱容量 \(C\) が求まります。

イメージは「お金が水と容器に分かれる」。湯が差し出した総額と、水が受け取った額の差額が容器分。

✏️ 求めるもの

熱量計(容器)の熱容量 \(C\)〔J/K〕。湯の失熱、水の吸熱、それぞれの質量・温度変化・水の比熱が与えられている。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 湯の失熱を計算:\(Q_{\text{失}} = m_h c (T_h - T)\)
  2. 水の吸熱を計算:\(Q_{\text{水}} = m_w c (T - T_0)\)
  3. 差額が容器の吸熱:\(Q_{\text{容器}} = Q_{\text{失}} - Q_{\text{水}}\)
  4. 容器の熱容量:\(C = Q_{\text{容器}} / (T - T_0)\)
注意

容器の熱容量 \(C\)〔J/K〕と水の比熱 \(c\)〔J/(g·K)〕は別物。容器の式に比熱 \(c\) を掛けてはいけない(すでに熱容量 \(C\) が「容器全体」の量)。水の方は \(mc\) と掛け算する。