高卒認定試験 物理基礎 H28-1 大問3 問3 解説+解答

解説:

熱容量とは、温度を1K上げるのに必要なエネルギー[J]である。

銅は、
比熱が0.39[J/(K・g)]である。これは、1gの銅を1Kだけ温度を上げるのに、0.39J必要であることを示している。銅は質量が50gであるので、熱容量(温度を1K上げるのに必要なエネルギー[J])は、
[math]0.39 \times 50 = 19.5[J/K][/math]
となる。

水は、
比熱が4.2[J/(K・g)]である。これは、1gの水を1Kだけ温度を上げるのに、4.2J必要であることを示している。水は質量が100gであるので、熱容量(温度を1K上げるのに必要なエネルギー[J])は、
[math]4.2 \times 100 = 420[J/K][/math]
となる。

全体の熱容量は、銅の熱容量と水の熱容量を足すと良い。
[math] 19.5 + 420 = 439.5[j/K] [/math]
今回の問題では有効桁数は2桁なので、
[math] 439.5 = 4.4 \times 10^2 [/math]

以上。