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Physics Senior High

物理の熱効率についてです。 写真の問題の(4)の熱効率を求める時に、公式が e=(Qin-Qout)/Qin=W’/Qin となるのはわかるんですが何がQinで何がQoutで何がW’なのかがよくわからなくて、結果的になぜ赤ででかこってるように公式に代入されるのかがわかり... Read More

例題4 気体の状態変化・熱効率 (Pa) B 2p 単原子分子理想気体" [mol] に対して,図男[] の3つの過程をくり返して状態をゆっくり 変化させた状態Aの気体の温度を T[K],気体定数を R[J/ (mol・K)] とする。 BCは等温変化であり,その際,気体 は外部から1.4nRT [J]の熱量を吸収した。 次の各量をn, R, T を用いて表せ。 (1) 状態 B の温度 TB [K] A C 0 V 2V 体積(m²) (2)A→Bで,気体がされた仕事 WAB [J] と気体が吸収した熱量 QAB [J] (3)CAで,気体がされた仕事 WcA[J] と気体が吸収した熱量 Qca[J] (4) このサイクルを熱機関とみなしたときの熱効率e(有効数字2桁) p.439 指針 ABは定積変化, BCは等温変化, CAは定圧変化である。 (1)ボイル・シャルルの法則 (p.110 (6)式) より TB = 2T[K] (2)ABは定積変化であるから WAB=0J, QAB = 4UAB 3 = nRT [J] 15 2 (3)C→Aは定圧変化であるから,状態Aでの状態方程式 V = nRT を 用いると,気体が外部にした仕事 WcA' [J] は Wca'=p(V-2V)=-pV=-nRT よって,気体がされた仕事は WCA=-WcA'=nRT [J] また,気体が吸収した熱量は, 熱力学第一法則 (p.122 (25) 式)より 5 QCA=4UCA - WCA == 12/23nRT-nRT=-1/2nRT[J] 2 (4)BCは等温変化であるから, 気体が外部にした仕事 WBc'[J] は WBc'=QBc=1.4nRT[J] よって,熱効率の式「e=W' -」 (p.135(47) 式) より Qin e= WAB' + WBc' + WCA' QAB + QBC = 0+1.4nRT- nRT 4 (3/2)nRT +1.4nRT ≒ 0.14 29 類題4単原子分子理想気体に対して、図の4つの 過程をくり返して状態を変化させた。 この (Pa) サイクルを熱機関とみなし カ B

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Physics Senior High

53の問題では遠心力について考えていないのですが、7の問題で遠心力について考えているのはなぜですか?

球を速 52. 地球の公転運動 地球の公転は, 太陽を中心とした等速円運動と考える ま等速 けが その周期は3.2×10's (1年), 半径は1.5×10mである。このとき,地球の小球 さ, 向心加速度(太陽に向かう加速度)の大きさをそれぞれ求めよ。 用いて (S) 53. 等速円運動 自然の長さがしのばねの一端に,質量 mの小さなおもりをつけ, 他端を回転軸にとりつける。 (8? £1 おもりは,水平に置かれた円盤上の, 半径に沿ったなめ らかな溝の中に置かれており, 円盤の回転にあわせて回 転する。この円盤を角速度で回転させると, ばねは長 さだけ伸びた。 - Su(Bain!) (1) このときのおもりの回転数. 周期, 速さを求めよ。 (2) おもりが受けている向心力の大きさと, ばねのばね定数を求めよ。 ヒントおもりの回転半径は、ばねの長さに等しく, 1+x である。 54. 摩擦と向心力 粗い回転盤の上で、回転軸からの距 離が10cm のところに物体を置き,円盤の回転数をゆっ くりと大きくしていくと、 毎分60回転をこえたとき, 物 体がすべり始めた。 重力加速度の大きさを98m/s² 回転軸 1) 等速 10 5 仙力内 P 円錐 半頂角 の糸の 円金 球がら 加速) 小 垂 V

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Physics Senior High

(1)は4:2=60:xの比で求めても正解ですか?

KOKUYO IOOSE-LEAF ノーB36日 226日TN 6 1章 カ学 基本 基本例題1 平面運動の速度の合成 (1) 船首を流れに直角に向けて渡度るとき,出発点の真向か いから何m下流に到着するか。 2.0m/s (2) 流れに垂直に渡るには、船首をどちらに向けるとよいか。 また,このとき,川を渡るのにかかる時間は何sか。 (2) 船首を図2のような 向きに向ければ,合成速 度が岸に垂直な向きとな る。船首を上流に30° の 向きにすればよい。この とき,合成速度の大きさ v[m/s)は, a ひ=4.0×cos30°=4.0× 指針 (1) 船の運動は,川の流れに垂直 な方向と平行な方向に分けて考える。 4.0m/s (2) 静水中の船の速度と流れの速度を合成した 速度が,川の流れに垂直になればよい。 解説 m/s である(図1 )。したがって,対岸に着くま (1) 岸に垂直な船の速度成分は4.0 図2 60 での時間ち[s)は, t;= =15s V3 4.0 また,岸に平行な速度成 分は2.0m/s である。船 は,ち[s]間,流れの向き 4.0m/s に流されるので,下流に 流される距離をx [m]と すると, 2 求める時間t[s]は, 合成 速度 60 9ai te= 2/3 =10/3 =10×1.73: Q 2.0m/s 【Point 平面運動は, 直交する 速度を分解し,各方向における直 て考えることができる。 x=2.0×15=30m 図1 基本例題2)斜方投射 水平な地面から,水平とのなす角が60°の向きに,速さ 20 m/s で小球を投げ上げた。重力加速度の大きさを9.8m/s? と 基本問 して,次の各間に答えよ。 (1) 投げ上げてから最高点に達するまでの時間を求めよ。 (2) 地面に達したときの水平到達距離を求め上 20m/s 60° I

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