比熱容量とは？
比熱容量（c）とは、ある物質の単位質量を1度だけ上昇させるのに必要な熱量のことです。これは物質ごとに決まった基本的な熱的性質で、「すぐに熱くなる材料」と「水のようになかなか温まらない材料」がある理由を説明してくれます。この計算ツールでは、実験で測定した熱量・質量・温度変化をもとに比熱容量 \(c\) を求めます。
計算ツールの使い方
熱量 \(Q\)（ジュール）、質量 \(m\)（グラム）、そして初期温度（\(T_1\)）と最終温度（\(T_2\)）（ともに摂氏）を入力してください。ツールが温度変化 \(\Delta T = T_2 - T_1\) を計算し、\(Q\) を「質量 × \(\Delta T\)」で割って、1グラムあたり・1度あたりの比熱容量 J/(g·°C) を表示します。
計算式の解説
用いる式は $$c = \frac{Q}{m \times \Delta T}$$ で、これは熱量の基本式 \(Q = m \cdot c \cdot \Delta T\) を変形したものです。\(Q\) は加えた熱量（ジュール）、\(m\) は質量、\(\Delta T\) は温度変化を表します。摂氏（℃）での1度の変化はケルビン（K）での1度の変化と等しいため、℃で考えても K で考えても結果は同じになります。
計算例
たとえば、100 g の水に 4180 J の熱を加え、温度が 20 ℃ から 30 ℃ まで上がったとします。このとき温度変化は \(\Delta T = 30 - 20 = 10\ ℃\) です。よって $$c = \frac{4180}{100 \times 10} = \frac{4180}{1000} = 4.18\ {\text{J/(g}\cdot\text{°C)}}$$ となり、これはよく知られた液体の水の比熱の値です。
よくある質問
どの単位を使いますか？ \(Q\) はジュール（J）、質量はグラム（g）、温度は摂氏（℃）で、結果は J/(g·°C) で得られます。J/(kg·°C) に換算したい場合は、結果を1000倍してください。
なぜ2つの温度が違っていないといけないのですか？ \(T_1\) と \(T_2\) が同じだと \(\Delta T\) が 0 になり、式が「0で割る」状態になってしまうため、比熱容量を計算できません。必ず異なる温度を入力してください。
ケルビンでも使えますか？ はい。ケルビンでの温度差は摂氏での温度差と同じ値になるため、計算される \(c\) は変わりません。
