魔法びんの中で、60℃のお湯100gと20℃の水100gを混ぜてよくかき混ぜまし…
魔法びんの中で、60℃のお湯100gと20℃の水100gを混ぜてよくかき混ぜました。外へ熱が逃げないものとすると、混ぜたあとの温度はおよそ何℃になりますか。
- ⑴ 約50℃高い方のお湯の温度に近づきすぎており、質量が同じという条件と合いません。
- ⑵ 約80℃2つの温度を足した値に近く、混ぜた水がもとより熱くなることはありません。
- ⑶ 約40℃失われた熱量と得た熱量が等しくなる温度で、2つの温度のちょうど中間になります。
- ⑷ 約30℃低い方の水の温度に近づきすぎており、質量が同じという条件と合いません。
解説
正解は⑶です。熱は温度の高い方から低い方へ移り、外へ逃げなければお湯が失った熱量と水が得た熱量は等しくなります。これを熱量の保存といいます。質量が同じ100gずつなので、混ざったあとの温度は2つの温度のちょうど中間、つまり約40℃になります。片方の質量が大きいときは、その温度に近い値になります。台所で湯加減を合わせるときにも使える考え方です。
AIが生成したオリジナル問題です。実際の試験問題ではありません。