質問: 比熱 物理の比熱のところで質問があります。 熱容量90j/kの熱量計に水150gをいれ、温度を測ったら16.0°Cであった。 その中に100°Cに熱した300gの金属球をいれ、水をかきまわしたところ20.0°Cになった。 この実験で誤差を小さくするには、はじめの水温は室温より、やや低め、同じ、やや高めのどれが良いか、 理由をつけて答えよ。 答えはやや低めです。 この問題がまったくわかりません。 簡単に説明できる方教えてもらえないでしょうか。
回答: 熱量計と空気とで出入りする熱があると誤差が出るので、熱量計の温度と室温の差が少ない方がいい、と考えます。(熱量計の温度が高いと、空気中に熱が逃げるし、逆に室温より低いと、金属球から伝わる熱以外に空気中から熱が伝わってきてしまいます。) 熱量計には熱い金属が入ってくるので、実験中に温度が上がります。そこで、初めやや気温より低い温度にしておけば、熱い金属球が入って少し温度が上がるので、平均して気温に近い状態になる、と考えられます。