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Physics Senior High

熱気球 問4を圧力一定のときρT=一定を使って計算したのですが、2枚目の左辺は外部の気体でしょうか??それとも1番初めの熱など何も加えていない時の内部の気体でしょうか?? 問題を解いてる時は急いでいたのでとりあえず外部=内部にしたんですが、内部の気体を温めたら圧力変わる... Read More

しいものを,次の0~Oのうちから一つ選べ。P= 問4 外気の絶対温度をT。とし、気球内部の空気の絶対温度はこれより 4Tだ け高いものとする。このとき、気球内部の空気の密度p、を表す式として正 模試 第1回 10 23 小さ 0 4T 調べてみた。 T。 Po カ学 とおくと,AB間 う,2より衝突の の等比数列をな 新突距離も同様。 T-4T Po T。 の T。 T-4T なく空に浮かぶはずだと考えた。 T。+4T Po T。 T。 オ+41 To+4T の To-4T Po @ T-4T T,+4T P 明5 外気の大気圧を1013 hPa. 外気温を20℃とし、気球内部の空気の温度は ぶつか か気より7℃高いとしたとき、気球内部の空気の密度と外気の密度の差は もの ィとするとき.気球が浮かび上がるための pの条件式として正しいもの。 2.8 × 10- kg/m°となる。気球の球皮の単位面積あたりの質量は、ポリエチ 下の0~Oのうちから一つ選べ。 ぶた 22 「Tた20~ レンフィルムの単位面積当たりの質量2.6 g/m' に等しいとするとき、この PBelo13h 条件の下で気球が浮かび上がるための気球の最小の手径として最も適当な値 To PT:PT 41F2 たっ7% を,次の0~のうちから一つ選べ。 24 m PT.=P(tT) ふな-. TotaT. / 15T Po 0 0.28 2 0.32 0.37 0 0.43 P 6 2.8 6 3.2 0 37 4.3 A-A=2.8x10*k4(^! 1.4 T8< 0 3く26(0 3 -6 図 36 40 0 AS-- 30 2)S Po- 30 PS o 192 4r 30 30 40 0 So- S Po- TY PS Po- 4元Y く 035 8Y10 3.14 TY (256 く4 3.396 20 20 - 21 - - 20 - 3.9 KO 240

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Physics Senior High

⑵ボイルシャルルを使ってやったのですが答えが合いません この方法はダメなのでしょうか?

解答 (1) 1.6×10FP3 (2) 96℃ 指針 コックを開いて平衡状態に達したとき, A, Bの気体の圧力, 温度は等しくなる。 また, 周囲と熱のやりとりがないので, コックを開 く前後で, 気体の内部エネルギーの和は一定に保たれる。 気体は外に逃 げないので, 物質量の和も一定に保たれる。 解説 (1) コックを開く前のA, Bの気体の内部エネルギーをUょ, ○このような気体の混合 では、外部と熱のやりと りがなければ,内部エネ ルギーの和は保存される。 ○単原子分子からなる気 体の内部エネルギーび は、気体の状態方程式 しとする。アルゴンは単原子分子であり, U= nRT= DVの関 E 22 係を用いてU。UBを求めると, 1L=10°m° なので, カV=nRT を用いて。 U=ニ×(1.0×10) × (2.0×10-3)=3.0×10°J マA--』 なる。 Uゅ=;x(2.0×10) × (3.0×10-)39.0×10°J 22 コックを開いた後の圧力をが[Pa] とする。 このときのA, Bの内部 エネルギーの和をひとして, 11 U-DVの式を用い E U=;×が×(2.0+3.0)×10~3=7.5×10~3×が 2. 内部エネルギーの和は変化しないので, UA+Ug=Uから, 3.0×10+9.0×10-7.5×10-3×が (2) コックを開く前のA, Bの気体の物質量を nA, ng とする。 気体定 数をRとして, 気体の状態方程式かV=nRT を立てると, A:(1.0×10)× (2.0×10-3)=Dn,R(27+273) B:(2.0×10)× (3.0×10-)3D2%R(127+273) ている。気体全体の体積 は、A, Bの体積の和で あり,(2.0+3.0) ×10-3 m°となる。 が=1.6×10°Pa A:1.0×10°Pa, n、[mol]. 27℃ B:2.0×10°Pa, Ma[mol], 127℃ 変化前 2.0 これから, na3,0R' 3.0 * ng= となる。コックを開 2.0R A(2.0L 3.0L B いた後のA, Bの気体の温度を T[K] として, A, Bの 気体全体について状態方程式かV=nRTを立てると 変化後 1.6×10°Pa, n,+ma [mol), T(K (図), (1.6×10)×(2.0+3.0)×10-3%3 (natng) RT 8.0×10° a("u+Yu) 2.0 O平衡状態に達したとき A, Bの気体は同じ状態 にあるので、両者をまと めた気体の状態方程式る 立てることができる。 8.0×10° =369.2K =L 3.0 2.0R)R 369.2-273=96.2℃ 3.0R 求める温度(℃)は, 2.96 10

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