高校一年生の熱力学第1法則のところです。写真の部分の意味が本当に分かりません。外部に仕事をするのを正、外部から仕事をされるのが負だと教わりました。つまり圧縮される時は外部からされた仕事なので負になるはずですよね？そして膨張は外部にした仕事になるので正になるはずですよね？気体... Read More

AU=[Q+w] 「 物体が気体の場合, 圧縮されて体積が減少するときは、気体は外部から正の仕事をされるので,Wは〔正〕であ る。逆に、膨張して体積が増加するときは,Wは〔負〕である。 また、 気体が熱を吸収 (吸熱) する場合,Qは 〔 〕であり、気体が熱を放出(放熱)する場合、Qは〔月〕である。 ? 問6 気体を冷やしたところ、気体は50Jの熱量を放出するとともに, 20Jの仕事をされた。このとき、気体の内部工

この問題の（4）のことで緑線で囲った部分の言っていることがよく分からないので教えてほしいです。

70. <ピストンで封じられた気体〉思考 図1のように,摩擦なしに動くピストンを備 えた容器が鉛直に立っており,その中に単原子 分子の理想気体が閉じこめられている。容器は 断面積Sの部分と断面積 2S の部分からなって いる。ピストンの質量は無視できるが,その上 に一様な密度の液体がたまっており,つりあい が保たれている。 気体はヒーターを用いて加熱 することができ,気体と容器壁およびピストン との間の熱の移動は無視できる。 真空 真空 真空 2S S 2 12 液体 液体 h 2 液体 ピストン 気体 h+x 気体 h 気体 2 ヒーター 図 1 図2 図3 また,気体の重さ, ヒーターの体積, 液体と容器壁との摩擦や液体の蒸発は無視でき,液体 より上の部分は圧力0の真空とする。 重力加速度の大きさをgとする。 次の問いに答えよ。 〔A〕 まず,気体、液体ともに断面積Sの部分にあるときを考える。 このときの液体部分の 高さは今である。 2 h (1)初め,気体部分の高さは12,圧力はP。であった。液体の密度を求めよ。 (2) 気体を加熱して,気体部分の高さを1からんまでゆっくりと増加させた(図2)。この 間に気体がした仕事を求めよ。 (3)この間に気体が吸収した熱量を求めよ。 〔B〕 気体部分の高さがんのとき, 液体の表面は断面積 2Sの部分との境界にあった(図2)。 このときの気体の温度は T であった。 さらに, ゆっくりと気体を加熱して, 気体部分の 高さがん+x となった場合について考える (図3)。 1 x>0では,液体部分の高さが小さくなることにより, 気体の圧力が減少した。 気体の 圧力Pを, xを含んだ式で表せ。 (2)x>0では,加熱しているにもかかわらず,気体の温度はTより下がった。 気体の温 度Tを x を含んだ式で表せ。 気体部分の高さがんからん+xに変化する間に, 気体がした仕事 W を求めよ。 ④ 気体部分の高さがある高さん+X に達すると, ピストンをさらに上昇させるために必 V要な熱量が0になり, xがXをこえるとピストンは一気に浮上してしまった。Xを求 めよ。 [11 東京大〕

赤線引いたところってなんでそう分かるんですか？🙇‍♂️ 右のグラフを見て吸熱か放熱かパッとわかる考え方教えてください🙇‍♀️

ょう。 これ から 一定量の理想気体をピストン 5 のついた容器に閉じ込め、図 圧力 図10-23 のグラフのように圧力と体積を変化 B させた。 る。 B→Cの過程では,気体の温度を A→Bの過程では、気体の体積を一 定に保ったまま1500Jの熱量を加え A C 一定に保ったまま (1500Jの熱量を加え 0 → 体積 態まで戻し、外部から1000Jの仕事をされた。 る。 C→Aの過程では、気体の圧力を一定に保ったままピストンをAの状 このようなサイクルを描く熱機関の熱効率はいくらか。 た物 すな 化 てび 着目! P-V図を見てもわ 元流でかるように,このサイクルで 解く! 圧力 気体が熱を吸収する過程は、 A→BとB→Cです。 一方, C→Aは外か ら仕事をされ,温度も下がり、熱を放出 する過程です。 吸熱 吸熱 図10-24 END A そこで,熱効率の分母にくる気体の吸 収した熱量は, A→BとB→Cの2つの過 程で吸収した熱量を足せばよいですね。 放熱 → 体積 それを4Q吸収として, 4Q 吸収 =1500+1500 3000 〔J〕 次にこのサイクルで気体が外部にした正味の仕事を求めましょう。 A→Bは定積変化ですから、気体は外部に仕事をしません。 B→Cは等温変化ですので,気体の内部エネルギーの増加⊿Uは0です。 そこで,熱力学第1法則, 4Q=⊿U+PAV で, ⊿U=0ですから,

(2)のW'B→C = 2.8×10³ Jの途中式を教えてください🙇🏻‍♀️

1480 | 基本例題 59 気体の状態変化と循環過程① 8284 86 右のグラフのように,単原子分子理想気体の圧力」と 体積VをA→B→C→Aの順に変化させた。 状態 A, Bの温度はそれぞれ 200K, 800Kであり, 過程 BC PB は等温変化で, BC間に気体がした仕事は2.8 × 10°J であった。 [x10 Pa] B (800 K) N (1) A→Bの過程で気体が得た熱量はいくらか。 (2) B→Cの過程で気体が得た熱量と内部エネルギー の変化量はそれぞれいくらか。 (3) C→Aの過程で気体がした仕事はいくらか｡ (4) A→B→C→Aの過程で気体がした正味の仕事はいくらか。 (5) これを熱機関として利用したとき, 熱効率を有効数字2桁で求めよ。 0.50 A (200K) 0 20.010 C (800 K) Vc V[m³]

なぜ放熱なのですか？文章のここからそれが読み取れるなどありますか？

3 2 PV RT X10° [Pa] 必解 ヒント DIE 189 等温変化 気体の温度を一定に保ったまま.4.0×10の仕事を加えて気体を圧 縮した。 このとき, 気体は熱を吸収したか放出したか。 また, その値はいくらか。 ヒント センサー 570

なぜ放熱なのですか？

解 189 等温変化 気体の温度を一定に保ったまま, 4.0 × 10°の仕事を加えて気体を圧 縮した。このとき, 気体は熱を吸収したか放出したか。 また, その値はいくらか。 ヒント センサー 57 190 気体の 4/7. Jul. 'EE 000 TE

写真の問題を解いていただきたいです。

(1) あるエンジンを一定温度に保つために,毎分10 リットルの水で冷却 している。入口の水温を20℃,出口での水温を40 ℃としたとき, エン ジンの放熱量は,( A ) KWである。ただし水の比熱は4.185 kJ/(kg K)とする。( A ) にあてはまる数値を有効数字3桁で答えなさい。

どれが正しいのか理由も含めて教えて欲しいです！

熱と温度 69 ついて考えよう。お茶は, 時刻0で温度T。であったが, 2 次に,空気中への熱の放出によるお茶の温度変化にT To しだいに冷めていき,やがて室温T になった。 図3は その間の温度変化を示す。お茶が,時刻0からt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。 き を閉じておき。 Q4 の 気柱Yの長 とる た。液体の薬 買発 0 内tots t れさ設大 こ 2 Q+ 図3 , 密度 0 Q Q+ の 対攻 0 0 0 t 添は るか Q だ QA Q+ 6 1け絵で舞が高 S へや イA 江 | 内及(C 0 り大 0 t 0 の 味 S問 ら 通縄く

【熱機関　カルノーサイクルの問題で確認したいので教えてください】 高熱源から 500 [J] の吸熱を行い，低熱源に 300 [J] の放熱を行うカルノーサイクルがある．このカルノーサイクルの行う機械的仕事はどれだけか． 私の答えは500-300=200なのですが合ってますか？

(１)のグラフなのですが、ab間の変化度合いの方がcd間の変化度合いより大きい理由を教えて欲しいです。

A→B よって Eント 69 (気体の状態変化と熱効率〉 Q 「DV=ー定」はアソンの法則といい, 理想気体の状態方程式 「V=nRT」 よりpを消去すると, nRT - =ー定 と表せるがnとRが定数であることから, ポアソンの法則は「TV7-!=ー定」 とも表せる。 (2) 状態。 Pa V (1) a→b, c-dは かV'=一定, b→c, d→aは V=一定 であるので図a a のようになる。 A→B (2)断熱変化では熱を吸収, 放出しないので, 熱を吸収, 放出するのは定積変化 であるb→c, d→aとなる。 b→cについて, 定積変化なので, 気体は仕事をしない。気体が吸収した熱 量をQbc とおくと, 熱力学第一法則より Qbc=Cv(Tc-T.)+0※A← Te< To より Qbc <0 となるので放熱しており, その熱量は Cv(T,-T.) d→aについて, b→cのときと同様に, 気体が吸収した熱量をQaa とおく と,熱力学第一法則より Qan= Cv(Ta-T.)+0 T> Ta より Qan>0 となるので吸熱しており, その熱量は Cv(T.-Ta) (3)気体が仕事をしたのはa→bとc→d。 断熱変化なので, 気体がした仕事 をそれぞれ Wab, Wed とおくと熱力学第一法則 「Q=4U+WLた」 より a→b:0=Cv(T,-T.)+Wab c→d:0=Cv(Ta-T)+Wed よって W=Wab+ Wed=Cv(T.-T,+Tc-Ta) (4)「カV=一定」, 理想気体の状態方程式 「かV=nRT」より ルルの P, d B→C. 圧変化 0 B→C V。 V。 Vェ 2T 図a 合※A 単原子分子理想気体 の内部エネルギーの変化』 ゆえに は また,定 AU=nCy4T WLた よって したがっ nRT -V=一定 (4) C→Dほ D→Aは よって TV'-1=一定 V ゆえにa→b, c→dの断熱変化について a→b:T.V27-=T,V,"-! c→d:T.Vi7-1= T』V2"-1 Wした 令※B 気体が吸収した製 Qin, 放出した熱量 Qa, 気 がした仕事 Wの間には W=Qm-Qout が成りたち,熱効率eは よって レ V\ア-1 したがって, ①, ②式より (-)- Ta_Ta To T。 (5) A→B(定 D(定積変1 張)は熱量 (5)熱効率eは, 吸収した熱量に対する仕事の比なので, (2), (3)より Ta- To+ To-Ta_1- W e= Qa W To- T。※B← Ta-Ta e=- Qm を放出して Ta- Ta ここで0, 2式より と書けるので eミ 1Qcl Tュ-Teー) e=1- Qaa (T-T)V7-1=(Ta-Ta)V2"-! よって T-T。 =1-テ-T。 Ta- V-1 3 2 ゆえに e=1- としてもよい。 74 物理重要問題集 ()