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問題 22
体Gを

図8のように, 床に園選きれたシリンダーに mol]の間原分子の理想所
|間STeGめらちがに動くビストンで色じ込めた。ジリングー内部には体和
と熱容量が無視できるヒーターが取り付けられている。さらに, シリンダ     9
[mjの外部容器ボッマレブ A を持つ細管で連結されている。ビストン, シリ 4025c6

部容器、および細管はすべて断熱材でできている。ビスト ンにはばね定数た [Nmlのば
ねが付いており, ばねの他端は壁に固定されている。最初。バルプ A は閉じられで(し
で, 外部容映は真容になっている。そして, ビストンの左端はシリンダーの左端より 中
秀/[mlの位置Bにあり, ピス トンの右端は圧力 [Nm]の大気に接している。 このと
き, ばねは自然の長さになっでいた。

理想気体G をヒーターで加熱すると, 図の上線の位慎 にビストンが移動し, その距
離は9 [m]であった。気体定数を A mol・K]として, 以下の問いに符えなさい。ただ
し, すべての解答はヵ。S, 放、 の RA たのうち必要なものであらわすこと。

 

 

外部容器

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<一すぅ|

 5
(1) ピストンの位還が B のとき, 理想気体G の温度 』[C]を答えなさい。
(⑫) 加熱後, ピストンの位置が B*のとき, 理想気体の圧力 , [NZm]はいくらか答えな
さい。また, 加熱前後の理想気体の温度差 A7TC]を答えなさい。
3) 理想気体G が外部に対して行った仕事 ゆ 人]はいくらか答えなさい。 また, ヒータ

ーから受けた熱量 の, はいく らか答えなさい。
この後, ピストンを位置 BK      し, バルプ A を開いた。 じゅうぶんに時間が経

過した後, 理想気体 G は熱平衡状態になった。           )
(④) この過程で理想気体 G のした仕事 訪 罰はいくらか答えなさい。 また, 気体の温度

の [KK]及び圧力ら[N/m]を答えなさい。
($) この後, びヒーターで理想気体 G を加熱した。ピストンの固定を解除してもど

ストンが位置 B'より動かないためには, 加熱後の理想気体G の温度 [KIはいくらか
答えなさい。

気体 圧力