実験 金属の比熱の測定
1.目的 熱が高温物体から低温物体に移動する原理を利用して,金属球の比熱
を求めてみよう。物質が異なれば,同質量であっても,同じ温度を変
化させるために要する熱量が異なることを確認し,比熱の意味を理解
しよう。
2.準備物 発砲スチロ−ル容器,温度計(1/10℃目盛),ストップウオッチまた
は秒針付き時計,スタンド,金属球(2種類以上),てんびん,グラ
フ用紙
3.操作の要点 湯は放置すると温度が自然に降下するが,その割合は一定であると考
えられる。湯の中に冷たい金属球を入れると湯の温度の降下の様子が
急激に変わる。その様子を正確に記録し,グラフ化することから金属
の比熱を求める。
4.方法
(1) 測定に用いる金属球の質量 mを測定し,右表に
記入する。
(2) 約50 ℃の湯 200 mlぐらいを発砲スチロ−ル容
器に入れて温度計をはかり易いように取り付け
る。
(3) 温度計の目盛りが,下がり始めたときから測定
を始める。15 秒ごとに 0.1 ℃の精度で2分間
温度を測定し,右表に記録する。
(4) 測定を開始してから2分後試料の金属球を入れ
15 秒ごとに 0.1 ℃の精度で3分間,温度を測
定し記録する(右表)。このとき,金属球を湯
の中で上下させ,湯を撹拌する。
(5) てんびんを用いて,湯の入ったまま容器の質量を測定し,次に湯を捨てて容器のみ
質量を測定する。そして,湯の質量Mを求め表に記入する。
(6) 室温 toを測定する。
(7) (1)-(6)の操作を他の試料によって行
う。
(8) デ−タをもとにグラフを右図のようにつくる。
(9) グラフより t2,t1の値を求め表に記入する。
(10)各試料について,次の値を求め表に記入する。
5.実験結果
温度測定値
6.考 察
(1) Q=M(t2-t1)のQは,この実験では何を意味しているか。
(4) 金属球の得た熱量Q’は,Q’=m×( )×( )で表わされる。
(5) 右の比熱の表を見て,実験に用いた金属球は何であるかを推定せよ。
A( )
B( )
(6) 比熱の表と実験で得た比熱の値とを比較せよ。