問1 材質のわからない物体を使い，実験から比熱容量（比熱）を求めることで材質を推…
問1 ～問4 に答えよ。
問1 材質のわからない物体を使い，実験から比熱容量（比熱）を求めることで材質を推定したい。 図のように，いま，温度83 ℃，質量10 g の物体を10 ℃の水50 g の中に入れると，全体の 温度が13 ℃になった。この物体の材質として正しいものはどれか。下の1 ～4 のうちから 一つ選べ。ただし，水の比熱容量を4．2 J/（g・K）とし，物体と水の間だけで熱の移動がおこ るものとする。また，材質と比熱容量の関係は表のようになっている。
10 g 水50 g 10 ℃ 13 ℃ 83 ℃ 表
| 材質 | 銀 | 銅 | 鉄 | アルミニウム |
|---|---|---|---|---|
| 比熱容量〔J/（g・K）〕 | 0．24 | 0．39 | 0．45 | 0．90 |
- 1 銀銀の比熱容量は0.24程度で、求めた0.9とは合いません。
- 2 銅銅の比熱容量は0.38程度で、求めた0.9とは合いません。
- 3 鉄鉄の比熱容量は0.45程度で、求めた0.9とは合いません。
- 4 アルミニウム求めた0.9 J/（g・K）に最も近いのが、アルミニウムです。
解説
正解は4のアルミニウムです。水が得た熱量は 4.2×50×（13－10）＝630 J です。物体はこれと同じ量の熱を失っており、温度は83 ℃から13 ℃まで70 K下がっています。したがって物体の比熱容量は 630÷（10×70）＝0.9 J/（g・K）となります。表でこの値に近いのはアルミニウムです。得た熱と失った熱が等しいという式から考えましょう。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00013.htm）を加工して作成