💡 ヒント:基本例題 熱量の保存

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

高温の湯に低温の水を加えると、両者が熱を交換して共通の温度に達します。このとき、熱量計(容器)も一緒に温度が変化するため、容器の熱容量 \(C\) も考慮する 必要があります。

熱量の保存式:湯が失った熱 = 水が得た熱 + 容器が得た熱。これで未知数(容器の熱容量 \(C\) など)を求める。

✏️ 求めるもの

容器の熱容量 \(C\)〔J/K〕と、それから導かれる容器の比熱 \(c_{\text{容}}\)〔J/(g·K)\)〕。容器の質量も与えられていることを確認。

🔬 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. 保存式を立てる:湯の失った熱 = (水の得た熱)+(容器の得た熱)
  2. 容器の熱容量 \(C\) を求める:式を \(C\) について解く
  3. 容器の比熱を求める:\(c_{\text{容}} = C / m_{\text{容}}\)
  4. 単位を確認:熱量は J、質量は g(または kg 統一)、温度は °C か K
注意

「水と容器は同じ ΔT」なので、\((m_2 c_w + C)(T - T_2)\) とまとめて計算すると楽。容器の質量から比熱を求めるのは最後のステップで、それまでは熱容量 \(C\) のまま扱うと見通しが良い。