💡 ヒント:熱量の保存(アルミ+水)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

例題と同じ「高温物体と低温物体の混合 → 熱平衡温度を求める」という典型問題です。今回はアルミと水。手順は同じで、立式と式変形だけ正確にこなせばよい。

ポイントは「熱平衡温度は単純な平均ではない」こと。熱容量(質量×比熱)の大きい方の温度に近づきます。水は比熱が大きいので、水の方に引っ張られるイメージです。

✏️ 求めるもの

アルミ(高温)と水(低温)を混ぜたときの熱平衡温度 \(t\)。例題と同じ立式・解法を使う。

🔬 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. 各熱容量を計算:アルミの熱容量 \(C_1 = m_1 c_1\)、水の熱容量 \(C_2 = m_2 c_2\)
  2. 等式を立てる:\(C_1 (T_1 - t) = C_2 (t - T_2)\)
  3. 展開して \(t\) について解く:1 次方程式の解法そのまま
  4. 検算:\(T_2 < t < T_1\) の範囲に入っているか確認
注意

「単純な平均」ではないことに注意。\(t = (T_1 + T_2)/2\) は両者の熱容量が等しい場合のみ成立する特殊例で、一般には熱容量の大きい方に偏ります。