実験 金属の比熱の測定(Part 2)
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 段ボ−ル,断熱材,発砲スチロ−ル容器とフタ,ビニ−ル袋,温度計
(1/5℃目盛),金属球(数種類),精密ばかり(0-300g),アルミ缶,
ポット,ガムテ−プ
3.操作の要点 低温の水に,高温度の金属球を入れると水の温度が上昇する。この時
熱容量が大きければ上昇温度も高くなる。これから各温度を測定して
移動した熱量を計算で求め、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を測定し右表に記録する。
(2) 金属球をアルミ缶に入れて,教卓に用意した発泡スチロ−ル中の湯の中に入
れてフタをしておく。
(3) 段ボ−ルに箱の設計図を写し,箱を組み立ててガムテ−プで止める。箱の中
に図の順に,ビニ−ル袋,発泡スチロ−ル容器,断熱材,発泡スチロ−ル容
器を組み込み熱量計を完成する。
(4) 熱量計に約 60 ℃の湯を半分入れ,湯温の下がり方を1分ごとに測定して,
右のグラフに直接書き込む。(10分間)
(5) 熱量計の湯を捨て,発泡スチロ−ルの中容器の重さを測定し,記録する。
(6) 熱量計の中容器に約 150gの水をいれ全体の重さを測定し,記録する。
(7) 熱量計のフタに温度計を差し込んでセットする。約1分間水温を測定,記録する。
(8) 熱量計を教卓まで運び,金属球を入れた水温を測定し,記録する。
(9)アルミ缶の金属球を手早く熱量計に入れ,温度計付きフタをして,断熱材で包みビ
ニ−ル袋の口を絞る。
(10)熱量計を左右に1cm程度小さくゆすり,温度の上昇がストップした時の水温を記録
する。(約2分間,1/10 ℃まで読む)
(11)(5)-(10)の操作を再度実施する。この時(7)の操作後,温度計を1回目の上昇した
ままの水温に入れて置くようにする。
5.実験結果
湯温降下
start 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10分
1回目の移動熱量
金属( )の比熱を求める。
2回目の移動熱量
金属( )の比熱を求める。
6.考 察
(1) 金属の比熱×分子量=( )を求めてみよう。
(2) 1,2回目の計算値で金属の比熱に近いほうはどちらか。それはなぜか。