💡 ヒント:金属球と水+熱量計の熱交換

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

高温の金属球を、水入り熱量計に入れる設定です。金属が失った熱は、水と熱量計(容器)の両方が分担して吸収します。熱量計の熱容量 \(C\) も無視できない点がポイント。

3 者の登場人物:① 高温金属球(失う)、② 低温の水(得る)、③ 熱量計(得る)。熱量の保存は ① = ② + ③ の形。

✏️ 求めるもの

金属の比熱、または平衡温度など。熱量計の熱容量 \(C\) が問題文で与えられているはず。これを式に組み込むのを忘れないこと。

🔬 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. 登場する物体を整理:金属(高温)、水(低温)、熱量計(低温)。水と熱量計は同じ初温 \(T_0\)
  2. 保存式を立てる:金属の失熱 = 水の吸熱 + 熱量計の吸熱
  3. 共通項で整理:\(m_1 c_1 (T_1 - T) = (m_w c_w + C)(T - T_0)\)
  4. 未知数について解く:比熱 \(c_1\) を求めるなら \(c_1 = \dfrac{(m_w c_w + C)(T - T_0)}{m_1 (T_1 - T)}\)
注意

熱量計の \(C\) は熱容量なので、すでに質量×比熱が織り込まれている。誤って \(m\) を掛けないこと。一方、水は「質量 \(m_w\) × 比熱 \(c_w\)」を掛ける必要がある。