答えを見ても0.19と数字だけしか書かれてなくて解説がなく大変困っているので教えて下さい>_< 🙇‍♀️🙏 自分で解いたのも載せときます

( € GAS?? 5 | 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 サイクルを熱機関とみなしたとき、 1サイ クルでの熱効率eを有効数字2桁で求めよ。 ヒント A → B, CD は定積変化 B→C, D→Aは定圧変化である。 (4) RT +1.4nRT 圧 カ (Pa) P19 3p か 0 3F A - V 4 29 閉 ≒ 0.14 96 I D 27 2V 体積(m²)

答えを見ても0.19と数字だけしか書かれてなくて解説がなく大変困っているので教えて下さい>_< 🙇‍♀️🙏 高二物理熱と気体のところです

QEARS? |過程をくり返して状態を変化させた。 この 願題 5 単原子分子理想気体に対して、図の4つの |サイクルを熱機関とみなしたとき、 1サイ クルでの熱効率eを有効数字2桁で求めよ。 ヒント A → B, CDは定積変化 B→C, DAは定圧変化である。 学んだことを説明してみよう 意恵 nRT+1.4nRT (Pa) P19 3p か 0 13F 29 ≒ 0.14 9₂1) 2T V 2V 体積(m²) D

3番です なぜ気体の温度を一定に保っているのに熱量は0ではないのですか？

224 熱力学第一法則■ 円筒形の容器の中に, ピスト ンによって気体が封入されている。 G (1) 気体の体積を一定に保って気体にQ [J] の熱量を与えたとき, 気体がした仕事はい くらか。 また,気体の内部エネルギーはどれだけ増加または減少したか。 (2) 気体の圧力を一定に保って気体にQ2 [J] の熱量を与えたら、 気体は膨張した。 この とき,気体は W2 [J] の仕事をした。 気体の内部エネルギーはどれだけ増加したか。 (3) 気体の温度を一定に保って気体にQ3 [J] の熱量を与えたとき,気体の内部エネルギ ーは変化しなかった。 気体がした仕事はいくらか。同'05) (4) 気体に外部との熱のやりとりがないようにして、気体が外部に正の仕事 W [J]をし たとき,気体の内部エネルギーは増加するか, それとも減少するか。 気体

(4)が分かりません💦 2枚目が解説です。 kΔTcaと置くところから全く分からず...どなたか解説お願いします🙇‍♀️

例題 21 気体の変化 114 115 118 120 121 126 下図のように, 物質量が一定の理想気体をA→B→C→A と状態変化させた。 B→C は等温変化であり, A での絶対温度は300Kであった。 (1) B での絶対温度 TB 〔K〕 と C での体積Vc[m²] を求め p[Pa〕↑ よ。 (2) A→Bの過程で,気体が吸収した熱量は AT I QAB=9.0×10°〔J〕であった。 気体が外部にした仕事 WAB〔J〕はいくらか。 また,気体の内部エネルギーの0.30 変化 AUAB〔J〕はいくらか。 (3) B→Cの過程で,気体が外部にした仕事は WBc=9.9×10°[J] であった。 気体の 内部エネルギーの変化4UBc 〔J〕 はいくらか。 また, 気体が吸収した熱量QBc〔J〕 はいくらか。 3.0×105 1.0×105 C Vc V[m³] (4) C→Aの過程で,気体が外部にした仕事 WcA〔J〕 はいくらか。 また, 気体の内 部エネルギーの変化 4UcA 〔J〕, および気体が放出した熱量 QcA [J] はいくらか。

気体の温度が上がったのか､下がったのかを考えるところが 分かんないので教えて欲しいです。 どのように考えれば良いなど､コツも教えてほしいです。 テストが近いので､早急にお願いします。

5 定積変化 理想気体の体積を一定に保ち, 50Jの熱量を加えた。 気体の内部エネル ギーの変化は何Jか。 また,気体の温度と圧力はそれぞれ上がったか下がったか。 55 6 定圧変化 理想気体の圧力を1.0×10Pa に保ち, 5.0×10Jの熱量を加えたとこ ろ. 体積が2.0m²だけ増加した。 気体が外部にした仕事と気体の内部エネルギー 65 の変化はそれぞれ何Jか。 また. 気体の温度は上がったか下がったか。 7 等温変化 理想気体の温度を一定に保って加熱したところ、 気体の体積が増加し、 気体は外部に 4.0×10の仕事をした。 気体の内部エネルギーの変化と気体に加え 75 た熱量はそれぞれ何Jか。 また,気体の圧力は上がったか下がったか。 8 断熱変化 熱の出入りがないようにして理想気体を圧縮した。 ピストンが気体にし た仕事が3.0×10'Jのとき, 内部エネルギーの変化は何Jか。 また, 気体の温度と 圧力はそれぞれ上がったか下がったか。 85

なぜこの熱力学第一法則でこれはマイナスになるのでしょうか？圧縮もしてませんし、仕事もされてるとか、明記されてないです。

加していくが、ある体積 Vi〔m² 〕 を超えると減少していく。 V, を求めよ。 220 気体の変化 次の問いに答えよ。 (1) 体に加えられる熱量をQ 気体にする仕事を気体 の内部エネルギーの変化をAUとして,これらの間に成り 立関係式を答えよ。 また、この関係式が表す法則の名前 を答えよ。 次に, ピストンのついたシリンダーに閉じ込めた気体を加 熱する場合を考える。 気体の体積を一定にして加熱する場合 を(a),圧力を一定にして加熱する場合を(b) とする。 ピストンは固定 気体 熱する (a) ピストンは動く (2)(a)の場合,気体にする仕事 wa は正か0か負か。また, 加えられる熱量Qa, 内部エネルギーの変化4U の間に成◎◎ ◎熱する り立つ式を答えよ。 (b) (3) (b) の場合,気体にする仕事 wb は正か0か負か。 また, 仕事 wb, 加えられる熱量 Qb, 内部エネルギーの変化4U の間に成り立つ式を答えよ。 (4) (a)と(b)の場合で,同じだけ温度を上昇させる場合を考える。 気体の内部エネルギー を温度だけの関数とすると, AUと4U との大小関係はどうなるか。また, Qa と Q との大小関係はどうなるか。 さらに, (a)の場合の比熱 c と (b) の場合の比熱 co との大 小関係はどうなるか。 ただし, (a) と(b)の場合で気体の質量は等しいとする。 ント 218 (1) pV=nRT (1)2) ピストンにはたらく力のつり合いを利用する。 (3) -Vグラフの面積を利用する。 (5) 熱力学第1法則 219 センサー 55 (2) 直線の方程式を求める。 pV=nRT (3) 熱力学第1法則を用いる。 14 気体の状態変化

(2)放出する熱量を求める問題について 赤線を引いたところですが、なぜ-をつけているのでしょうか⁇

単原子分子理想気体 [mol] に対して, 図 男 の4つの過程をくり返して状態を変化させ、 た。状態Aの気体の温度を TA [K], 気体 2 定数を R [J/(mol･K)] として,次の各量を n, R, Tx を用いて表せ。 (1) 状態 B C D の温度 TB, Tc, Tb[K] (2) A→B→C→D→Aの変化で,気体 0 ・ 3 QA-B = nR (TB - TA) = nRTA 2 p が吸収する熱量 Qin [J] と, 放出する熱量 Qout [J] (3) このサイクルを熱機関とみなしたときの熱効率e (分数で答えてよ い) 4lom 0.1 RUHUR 解 (1) ボイル・シャルルの法則 (p.103 (6)式) より は圧力に比例し, 定圧変化では体積に比例する。 TB = 2TA [K], Tc = 2TB = 4TA [K], T = 1/1/27c=2TA[K] 3 2 B (2) 各過程で気体が得る熱量を QA-B [J] のように表す。 A → B, C → D は定積変化であるから, 定積モル比熱 3 「Cv= R」(p.119(40) 式) を用いて 2 A¦ 5 QD-A=nR (TA - TD) = -5 nRTA 2 2 13 以上より Qin = QA→B+QB→C = 2 Qout —— Qc→D=12/23nR(To-Tc)=3nRT B→C, D →Aは定圧変化であるから, 定圧モル比熱 「Cp=12/27R」(p.119(41)式)を用いて 5 QB-c=12/27nR(Tc-Ta)=5mRT^ D 2V 体積 温度は,定積変化で 100 nRTA [J] 11 - (QC→D + QD→A) = nRTA [J] Mo ~2

(3)について定圧変化なのになぜ仕事を考えなくて大丈夫なのか教えてください。

〔Ⅱ〕 なめらかに動くピストンのついたシリンダー内に閉じ込められている理想気体n [mol] を,下 に示すように状態AからDまで、ゆっくりと変化させた. 以下の問 (1)~(7) に答えよ.ただし, 気体定数をRとする. AB: 定圧変化 BC: 定積変化 C→D: 等温変化 状態 A(温度 T, 圧力 PA, 体積 VA) から状態 B (温度 TB.圧力 PA, 体積 V6 ) 状態 B から状態 C (温度 Tc. 圧力 Pc. 体積 VB) 状態 C から状態 D (温度 Tc. 圧力 pp. 体積 V6 ) ここでV <VA <VB, DA<Pc <p である. PD Pc PA 0 D A C (1) 3つの温度 TA. TB, Tc の大小関係を示せ . B V VD VA VB AからDの状態変化に関する圧力と体積Vのグラフ (2) AからDの状態変化に関して、体積Vと温度 T の関係を表すグラフを描け ただし, グラフ 内に状態の名前 B, C, D と各々の状態における体積Vと温度 T の値を記せ. (3) 定圧変化A→Bにおいて気体が吸収した熱量をn, R, TA, TB 及び定積モル比熱 Cyのうち 必要なものを用いて表せ.ただし, C は定数とする.

写真の赤線部分についてですが、なぜ、T/Pが一定のときVは定数であるとわかるのですか？

P2 か pi 0 P₁ 0 T1 度でまっすぐQ に向かって進む。 問3 3 (3 -V図に 気体の状態変化を,体積をVとして 表しておく。 A→Bの過程では、温度 が一定の 等温変化で圧力が増加するので、ボイルの法則 からpV=[一定] の双曲線となる。 B→Cの過程 は圧力が一定の定圧変化で、 温度 Tが増加する のでシャルルの法則から VIT=[一定] となり、 体 積Vは温度 T に比例して増加する。 CAの過程 は、与えられた 図より = [一定] である ので,ボイル・シャルルの法則より体積Vが一 定の定積変化になる。 以上より, p-V図は下図の ようになる。 これをもとに各選択肢を見ていこう。 B BI V₁ A 定圧 A V2. C T2 W= PE 0 (d) -T

(4)で、W=3/2nR⊿Tで⊿T=0からw=0になってしまったんですが、どうすればいいのでしょうか？？

リード C 基本例題 25 気体の状態変化 PA 1molの単原子分子理想気体を容器の中に封入し,圧力 と体積Vを図のA→B→C→Aの順序でゆっくり変化さ3po せた。C→A は温度 T の等温変化であり,その際気体は 外部へ熱量 Q を放出した。 次の量を, To, Q, および, 気 Po 体定数Rのうち必要なものを用いて表せ。また,問いに答 O 第8章 気体分子の運動 気体の状態変化 69 えよ。 (1) 状態 B の温度TB (2) A→B の過程で気体が外部にした仕事 WAB と気体が吸収した熱量 QAB (3) B→Cの過程で気体が外部にした仕事 WBC と気体が吸収した熱量QBc (4) C→Aの過程で気体が外部にした仕事 WCA 問 Q=1.1RT のとき, 1サイクルの熱効率eを有効数字2桁で求めよ。 3poVo=RT A→Bは定圧変化である。 気体がし た仕事は 「W'= AV 」 より WAB=3pox (3Vo-Vo)=6poVo ①式を用いて WAB=2RT このときの内部エネルギーの変化 4UNBは「AU = 12/23nRAT」より 3 4UAB = 1 ×1×R(3To-To)=3RT 熱力学第一法則 「4U = Q+W」 と 「W=-W'」 より 「Q=4U+W'」 (W' : 気体がした仕事) なので QAB=3RT+2RT=5RT。 (3) B→Cは定積変化なので、気体が外部 にした仕事 WBc=0 である。 このと きの内部エネルギーの変化⊿UBCは 4UBc=1×1×R(T-3T) A =-3RTo Vo 指針 気体がした仕事を W' とすると, 熱力学第一法則 「4U = Q+W」と「W=-W'」 より 「Q=4U + W'」 となる。 各過程での Q, 4U, W' を表にまとめながら考えるとよい。 熱 効率を求めるとき, 「気体がした仕事」 は正の仕事・負の仕事をあわせた正味の仕事を考え る。一方, 「気体が吸収した熱量」 には、気体が放出した熱量を含めない。 「Q=4U+W'」 より 解答 (1) 状態AとBとでシャルルの法則を用 Vo_3Vo To いると TB よってTB=3To (2) Aでの状態方程式より 3poxVo=1×RT。 ►► 130 3VoV QBc=-3RT+0=-3RT。 [注 QBc<0であるから, 実際には気体 は熱を放出したことがわかる。 (4) C→A は等温変化なので, 内部エネルギ の変化 4UcA=0 である。 また,問題 文より,気体が放出した熱量はQである (吸収した熱量はQo)。 「Q=4U + W'」 より -Qo=0+Wc よって WcA=Qo 以上の結果を下の表にまとめる。 -3RT-3RTo 4U + W' A→B (定圧) 5RTo 3RT 2RTo BC (定積) 0 - Qo 0 -Qo CA ( 等温) 一周 2RTo-Qo 0 |2RT-Qo 問 気体がした正味の仕事 W' は W'=WAB+WBc+WcA=2RT-Qo 気体が吸収した熱量 Qin は Qin=5RT [注 放出した熱量を含めてはいけない。 W' 2RTo-Qo Qin 5RT｡ よってe= ここで, Qo=1.1RT を代入すると 2RT-1.1RT 0.9 e= 5RTo -=0.18 5