答えの意味がわかりません。なぜ押しのけている流体の体積がVではないのに、浮力の大きさがρVgとなるのですか？写真の(1)です。

浮力の反作用 発展例題 7 図のように,質量Mの容器をはかりの上に置き,体積Vの 水を入れて、体積Vの木片を静かに水に浮かせた。 水の密度を 木片の密度を ρ, 重力加速度の大きさをgとする。 Po, (1) 木片が受けている浮力の大きさを求めよ。 (2) 木片全体の体積Vに対する水面から出ている部分の体積 の比率を求めよ。 (3) 容器がはかりから受けている垂直抗力の大きさを求めよ。 針 木片は重力と浮力を受けて静止して おり、それらの力のつりあいの式を立てる。また, 木片が受ける浮力の反作用として,水は木片から 力を受けている。 解説 (1) 木片が受ける力のつりあいか ら, 浮力をfとすると、 f-pvg=0 f=pVg (2) 木片の水中にある部分の体積をVw とする と 浮力 f, f = po Vwg となる。 (1) から, PoVwg=pVg Vw=f-v Po 求める比率は, V-Vw V = V-e-V Po V = Po-P Po 木片 水 (3) 水と容器を一体の ものとして考えると, その重力は NH 発展問題 82 (M+poVo)g, 浮力の 反作用はpVgで鉛直 下向きに受けている。 はかりから受ける垂直抗力をNとすると, こ らの力のつりあいから N pVg N-(M+p.Vo)g-pVg= 0 N = (M+pVo+pV)g (M+poVo) (E) 49 別解 (3) 木片, 水, 容器を一体のもの して考えると,重力と垂直抗力Nのつりあい ら, N = (M+pVo+pV)g

解説のB→C、C→Aの求め方が理解できません。噛み砕いた説明をお願いします。

問4 理想気体が図に示すA→B→C→Aの変化をした。 このサイクルで気体がした仕事の大きさはいくらか。 P 3Po Po O O 3PoVo O 5PoVo O 2PoVo O 4PoVo O Povo B A Vo C 3V V

物理の熱力学についてです （3）の気球でアルキメデスの浮力が働いているのですが、浮力の空気密度がバーナーに点火する前の温度での密度なのでしょうか

0.2S B 向のみ よい｡ 本の V To と TVのときで, シャルルの法則・ T Vo _ V ' V' = これから, T' To T' To 求める空気の密度を ρ'[kg/m²] とすると, m To VT (kg/m³)...2 To V.T' T= m p'=- =mx. V' (3) 気球は,風船部の空気を含んだ全体の重力,および風船部の浮力 垂直抗力を受け,地上からはなれる瞬間に垂直抗力が0となる。 風船 部内の温度がT〔K〕 のときの空気の密度をp[kg/m²] とすると, 式 ② p= -[kg/m³) 3 m To VOT = mV mV-MV₁ =一定の式を立てると V'= T〔K〕 Vo〔m²] から. 風船部の空気の質量は,(密度)×(体積)=pVであり,重力は pVg と なる。浮力は,アルキメデスの原理から,風船部の空気が押しのけな 外気の重さに等しく, oo Vg である (図)。 地上からはなれる瞬間に, (重 力)=(浮力) となるので, 式 ①, ③の値を用いて, Mg+pVg=pVg Mg+ ·② mTo 0 PorVg= m Vo Vg ●ここでは, 風船部内の 空気を直接考えるのでは なく、風船部内の空気と 同じ温度, 密度の一定量 の空気を考えている。 お風船部内の空気は 気と通じており, その 力は常に外気圧と等し ので、考えている空気 温度変化においても, 力が一定という条件を 用している。 ●式②のT'をTに置 換えてpが得られる poVg 0 pVg Mg

なぜ浮力と重力がつりあうのですか？ 下から押し上げる水圧は考えないのですか？

85 浮力 密度が一様な物体を水(密度po [kg/m²]) に浮かべたところ, 物体の体 ■ 積V[m²] の3分の2が水面より下に沈んだ。 重力加速度の大きさを g [m/s^²] とする。 (1) この物体の密度ρ [kg/m²] を求めよ。 (2) 力を加えて物体全体を水面より下に沈めたい。 必要な力の大きさ [N] を求めよ。 例題 1893

この問題の(1)なのですが、ρとρ0の違いがわからないです。わかる方教えていただきたいです。

FU 85浮力 密度が一様な物体を水(密度po [kg/m²]) に浮かべたところ, 物体の体 [m²] の3分の2が水面より下に沈んだ。 重力加速度の大きさをg [m/s'] とする。 (1) この物体の密度ρ [kg/m²] を求めよ。1人 (2) 力を加えて物体全体を水面より下に沈めたい。 必要な力の大きさf〔N〕 を求めよ。 例題 1893 Uk

(2)は1枚目の時何が間違っていたのでしょうか？ 内部エネルギーで理想気体だからCv=3/2Rに変換できる気がするんですが… 単原子分子と問題文に書かれていないから使えないということですか？

374q_p.182_3 編_3章_基本問題 257 熱機関 _.docx 1molの理想気体の圧力と体積Vを下図のように, A→B→C→Aの順に変化させた。 最初の状態 A. は po 2po [a],[m²] であった。 p 〔Pa〕 C Po 気体定数をR [J/(mol･K)] とし, 理想気体の定積モ ル熱容量を Cy [J/(mol･K)] とする。 (1) 状態 A,B,Cの温度をそれぞれ求めよ。 (2) A→B間での内部エネルギーの増加量を求めよ。 (3) A→B 間,B→C間で気体がした仕事をそれぞれ求めよ。 (4) A→B→C→A間で気体が得た熱量を求めよ。 (¹) A = PV = nRTs Povo = RTA B-2Po4yo=R7日 C. 2PoVoRTc A 0 V, < Ja TB & Po Vo 13 To 2PoVo B 4V, V[m³) Povo R (2) ALl = nR (Povo - Povo) · 3 · 7 Povo - 3/1 P.V. R R

(4)で、W=3/2nR⊿Tで⊿T=0からw=0になってしまったんですが、どうすればいいのでしょうか？？

リード C 基本例題 25 気体の状態変化 PA 1molの単原子分子理想気体を容器の中に封入し,圧力 と体積Vを図のA→B→C→Aの順序でゆっくり変化さ3po せた。C→A は温度 T の等温変化であり,その際気体は 外部へ熱量 Q を放出した。 次の量を, To, Q, および, 気 Po 体定数Rのうち必要なものを用いて表せ。また,問いに答 O 第8章 気体分子の運動 気体の状態変化 69 えよ。 (1) 状態 B の温度TB (2) A→B の過程で気体が外部にした仕事 WAB と気体が吸収した熱量 QAB (3) B→Cの過程で気体が外部にした仕事 WBC と気体が吸収した熱量QBc (4) C→Aの過程で気体が外部にした仕事 WCA 問 Q=1.1RT のとき, 1サイクルの熱効率eを有効数字2桁で求めよ。 3poVo=RT A→Bは定圧変化である。 気体がし た仕事は 「W'= AV 」 より WAB=3pox (3Vo-Vo)=6poVo ①式を用いて WAB=2RT このときの内部エネルギーの変化 4UNBは「AU = 12/23nRAT」より 3 4UAB = 1 ×1×R(3To-To)=3RT 熱力学第一法則 「4U = Q+W」 と 「W=-W'」 より 「Q=4U+W'」 (W' : 気体がした仕事) なので QAB=3RT+2RT=5RT。 (3) B→Cは定積変化なので、気体が外部 にした仕事 WBc=0 である。 このと きの内部エネルギーの変化⊿UBCは 4UBc=1×1×R(T-3T) A =-3RTo Vo 指針 気体がした仕事を W' とすると, 熱力学第一法則 「4U = Q+W」と「W=-W'」 より 「Q=4U + W'」 となる。 各過程での Q, 4U, W' を表にまとめながら考えるとよい。 熱 効率を求めるとき, 「気体がした仕事」 は正の仕事・負の仕事をあわせた正味の仕事を考え る。一方, 「気体が吸収した熱量」 には、気体が放出した熱量を含めない。 「Q=4U+W'」 より 解答 (1) 状態AとBとでシャルルの法則を用 Vo_3Vo To いると TB よってTB=3To (2) Aでの状態方程式より 3poxVo=1×RT。 ►► 130 3VoV QBc=-3RT+0=-3RT。 [注 QBc<0であるから, 実際には気体 は熱を放出したことがわかる。 (4) C→A は等温変化なので, 内部エネルギ の変化 4UcA=0 である。 また,問題 文より,気体が放出した熱量はQである (吸収した熱量はQo)。 「Q=4U + W'」 より -Qo=0+Wc よって WcA=Qo 以上の結果を下の表にまとめる。 -3RT-3RTo 4U + W' A→B (定圧) 5RTo 3RT 2RTo BC (定積) 0 - Qo 0 -Qo CA ( 等温) 一周 2RTo-Qo 0 |2RT-Qo 問 気体がした正味の仕事 W' は W'=WAB+WBc+WcA=2RT-Qo 気体が吸収した熱量 Qin は Qin=5RT [注 放出した熱量を含めてはいけない。 W' 2RTo-Qo Qin 5RT｡ よってe= ここで, Qo=1.1RT を代入すると 2RT-1.1RT 0.9 e= 5RTo -=0.18 5

この式はどこから来たのでしょうか？

202 気体の変化 右図のように, 単原子分子の理想気体 を A→B→C→Aと状態変化させた。 状態 A での絶対温 度を T〔K〕 とする。 (1) (2) 状態 B C での絶対温度を求めよ。 A→B→C→Aの1サイクルの間での最高温度を求めよ。 (3) B→Cの間において,気体が吸収した熱量は,初めは V増加していくが、 ある体積V〔m〕 を超えると減少して いく。 V を求めよ。 3por 2 PO Po 0 p 〔Pa〕 B A Vo (27) C V[m³] 3V

(2)(3)がわからないです教えてください

5 質量 m[kg],密度p[kg/m²] の鉄球を軽い糸でつるし、つり 下げた状態で密度po [kg/m²] の液体の中に全体を沈めた。 このとき, 糸が鉄球を引く力の大きさ T [N] を以下の設問に従 って求めなさい。 また, この問いにおいては重力加速度の大きさ をg [m/s²] とする。 ( 12点) (1) 鉄球の体積V [m²] を求めよ。 (2) 鉄球にはたらく浮力の大きさ∫[N] を求めよ。 (3) 糸が引く力の大きさ T [N] を求めよ。 povg p=mr v V 313 T W- mg - moog ※問題は以上です。

物理の熱力学の問題です。 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします

68 第2章 熱と気体 *** 50 16分･8点】 基 TXXXO お茶の冷まし方について考えよう。 問1 次の文章中の空欄 1 2 に入れる記号として正しいものを一つずつ 選べ きゅうす 急須に入った熱いお茶を, 二つの湯飲みを用いて冷ましたい。 ただし、二つの湯 飲みは初め室温にあり, 同じ熱容量をもつものとする。 次の二つの方法を比べてみ よう。 方法A: 図1のように, 全量を一つ目の湯飲みに入れたあと, 二つ目の湯飲みに 移す。 方法B: 図2のように, 全量を二つの湯飲みに均等にわけたあと, 一つの湯飲み にまとめる。 方法Aで一つ目の湯飲みが受け取った熱量Q と, 方法Bで空になった湯飲みが受 け取った熱量の関係は, QA 1 QBであり, 方法Aで冷ましたお茶の温度 2 TB となる。 ただし, T, と, 方法Bで冷ましたお茶の温度 TB の関係は, TA これらの過程では、お茶と湯飲みはすぐに同じ温度になるとし, 湯飲み以外への熱 の流出は無視できるものとする。 1 2の解答群 方法 A UU 図1 J.ALE 方法 B 60 図2 問2 次に,空気中への熱の放出によるお茶の温度変化に T* ついて考えよう。お茶は, 時刻0で温度 T であったが, To しだいに冷めていき, やがて室温 Tになった。 図3は との間の温度変化を示す。 お茶が,時刻 0から1までの 間に放出した熱の総量Qを表すグラフとして最も適当 T なものを一つ選べ。 Q₁ ① で 0 Q₁ 0 t 0 2 0 Q↑ 0 0 §1 熱と温度 図3 3 69