4 |14ばね付きシリンダーに封じられた
図に示すよう 。 ピストン
に, なめらかに 、」ンター
動きかっ気密が
保たれたビスト “
ンとシリンダー 幸交換器
内に, 1 mol の単
原子分子理和所
状態A 状態B 状態C
体が閉じこめられている。
さらに, シリンダー内には自然の長さ 4/, ばね定数 んのばね, およびひ熱交換器が設置さ
れている。また, 外気の圧力は一定で ヵ。 とし, 理想気体の気体定数を ア とする。なお,
シリンダー底部からピストン底部までの距離をピストン高さとする。ここで, 次の条件が
成りたつものとし, 次の問いに答えよ。
ビピストンとシリンダーは断熱材でできており, 理想気体と外気との間の熱のやりとり
は熱交換器を作動させた場合を除き 無視できる。
ピストンの質量は無視できる。
ばねは温度によって特性は変化せず, その体積および質量は無視できる。
・ 熱交換器の体積および質量は無視できる。
状態 A では, ピストン高さは 5んであり, ビストンとばねは苑れた状態にある また。
シリンダー内の理想気体の体積は 57。 であった。
(1) 状態 A における理想気体の温度を求めよ。
熱交換器を作動させたところ, ピストン高さは 4ア に変化
(2 状態 B における理想気体の圧力を求めよ。
(⑬ 状態A から状態 B に変化す
状態 B における理想気体の温