図のように断熱材よりなるビーカーにこれも断熱材よりなる上ぶたがのっている。
水の比熱を co[J/g-K] とし,氷の比熱はその 1/2 氷の融解熱をq [J/g]、金属球の比熱を
c [J/g・K] として以下の問いに答えよ。
0℃, 2m [g]の水に 0℃, m [g]の氷を入れた3個の容器を用意する。まず、容器1に
t[℃] に熱した質量 3m [g] の金属球を入れ、よくかき混ぜたが,水温は0℃のままであ
った。これを実験1とよぼう。 次に,同様にして容器2,3に温度 t2 [℃], t3 [℃] に熱し
た質量 3m [g]の金属球を入れて実験2,3を行うと下表が得られた (0<<<<100
ただし, 実験2においては, 氷がちょうど全部融けてしまった。
実験1 実験2 実験3
金属球の温度 [°C]
t₁
t2
t3
氷
水温 [°C] 0
0
ta'
金属球
水
(1) 実験1において残った氷の質量はいくらか。
(2) 実験2において温度 t2はどのように表されるか。
実験3においてはt を用いてどのように表されるか。
