問5 金属の代わりに図2 のように85 ℃に熱した100 g のお湯を小さな風船…
（1 ・2 のどちらか1 題を選び解答する） 熱とエネルギーについて，問1 ～問5 に答えよ。 金属の比熱容量（比熱）を調べるために，次のような実験を行った。断熱容器に200 g の水を入 れて一定時間経過後，温度を測ると35 ℃であった。そこに85 ℃に熱した100 g の金属を入れ 1 秒ごとに水の温度を測ったところ，図1 のように38 ℃で一定となり熱平衡となった。熱の移 動は水と金属との間のみで行われるものとする。 温度〔℃〕 経過時間 熱平衡に達した時間 図1
問5 金属の代わりに図2 のように85 ℃に熱した100 g のお湯を小さな風船の中に入れたもの を用いて同様な実験を行った。このときの説明として最も適切なものを，下の1 ～4 のうち から一つ選べ。ただし，風船の質量は小さく熱容量は無視できるものとする。
85 ℃に熱した 100 g のお湯 図2
- 1 お湯は金属よりも熱伝導の度合いが小さいため，熱平衡に達した温度は高くなる。熱伝導の度合いは、落ち着く温度を決める要素ではありません。
- 2 お湯は金属よりも熱伝導の度合いが小さいため，熱平衡に達した温度は低くなる。熱伝導の度合いは、落ち着く温度を決める要素ではありません。
- 3 お湯は金属よりも比熱容量が大きいため，熱平衡に達した温度は高くなる。比熱容量が大きい分だけ多くの熱が移り、温度は高くなります。
- 4 お湯は金属よりも比熱容量が大きいため，熱平衡に達した温度は低くなる。比熱容量が大きいので、温度は低くならず高くなります。
この問題は問題の図（写真・図・表など）を見て答えます。図はこちらに転載していないため、下の出典のページから公式のPDFをご覧ください。解説だけでも読み取り方が分かるように書いています。
解説
正解は3です。お湯（水）の比熱容量は金属よりずっと大きいので、同じ質量・同じ温度でも、お湯の方が多くの熱をもっています。そのため水に入れると、金属を入れたときより多くの熱が移り、熱平衡に達した温度は高くなります。1と2の熱伝導の度合いは、熱が伝わる速さには関わりますが、最終的に落ち着く温度を決める要素ではありません。同じ質量でも、比熱容量が違えばもっている熱の量が違います。
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