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1 回答
この問題の解き方をお教え下さい。
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問題文の選択肢を見てみると①と④は明らかにおかしいことを言っていることに気づくと思います。たくさんの水を温めるには、たくさんのエネルギーが必要だと思うのが正しい直観です。したがって、「水が多かったから水がより温まった」と言っている①はおかしいわけです。④も同様ですね。
②と③が悩ましいですが、「金属の比熱を高く見積もってしまった」ということをどう解釈するかがポイントになります。
問題文を見ても埒があかないので、数式的な議論に持ち込むことにしましょう。
水の質量と比熱をとし、金属の質量と比熱をとします。また、水の温度変化の大きさを、金属の温度変化の大きさをとします。温度変化の『大きさ』ですから、正の値であることに注意してください。すると、
となることが分かります。今回調べたいのは金属の比熱ですから、
と書き直しておきましょう。
もちろんこれは、水の質量が何グラムであろうとも成り立つべき式です。ところが、実験者は「この水は100グラムだ」と勘違いしていたわけですね。例えば、本当はだったとしたらどうでしょうか。これをと勘違いしていたら、金属の比熱は本来より大きいことになってしまいますね。つまり、水の質量を予定より少なくしてしまうと、金属の比熱は本来より高く見積もられてしまうのです。したがって、正しい説明は③となります。
日本語だけをみて状況が整理できないときは、とりあえず数式にもちこんで判断しにいくのは有用ですので、意識してみると良いかもしれません。
もし間違い等あれば教えてください。
質問者からのお礼コメント
ありがとうございます