100℃に熱した比熱0.42 J/(g·K)の金属500 gを、20℃の水200 gの中に入れた。全体が同じ温度になったときの温度はどれか。ただし、水の比熱は4.2 J/(g·K)とし、熱は外部に逃げず、水の蒸発もないものとする。
- 128℃
- 236℃
- 344℃
- 452℃
- 560℃
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正解：2
金属が失う熱量と水が得る熱量は等しいので、0.42×500×(100−t)＝4.2×200×(t−20)が成り立ちます。210(100−t)＝840(t−20)を解くと、t＝36℃です。60℃は単純に平均した誤りで、熱容量の違いを無視しています。混合の問題は「放出した熱量＝吸収した熱量」の式を立てて解くと覚えておきましょう。
根拠：熱量保存（熱平衡）