円乳道の中心を通る鉛直線と床面との交点を点Aとする。 ばねからはなれた小球が床に到達する位置
と点Aとの間の距離を, グ, m, @, h, gのうち, 必要なものを用いて表しなさい。
図1のように, なめらかに動くビストンを持つ円筒形のシリンダーが水平に置かれており, その内部に
2
単原子分子からなる理想気体が閉じ込められている。シリンダーとピストンには断熱材が用いられてお
り,これらを通した熱の出入りはないものとする。また. シリンダー内側には気体を均一に加熱および冷却
可能な温度制御装置が設置されている。これらの装置は圧力かの大気中に置かれており, 気体の体積は Va
温度は Tである (状態A)。
状態Aの気体に温度制御装置を使って熱を与え, 図2のようにピストンが右方向にゆっくりと移動したと
ころで加熱を停止したところ, 気体の体積は Vs. 温度は Ta となった (状態B)。 重力加速度の大きさをg,
ピストンの質量を M, 断面積をSとして, 以下の問いに答えなさVい。
問1 温度 TAを, po, Va, VB, Tpのうち, 必要なものを用いて表しなさい。
|問2
状態Aから状態Bへの変化にともなう内部エネルギーの変化を, po, Va, Va, Taのうち, 必要なもの
を用いて表しなさい。
問3 状態Aから状態Bへの変化にともなって温度制御装置が気体に与えた熱量を, o, Va, Va, Ta のうも
必要なものを用いて表しなさい。
問4 状態Bから, 温度制御装置を停止させたまま, ビストンがシリンダーの下側になるようにゆっくりる
シリンダーを90° 回転させた。 すると, 図3のように, ビストンは状態Bでの位置よりも下方に移動し
旺文社 2022 全国大学入試問題正解
