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Physics Senior High

(1)ではなぜ2.0×15をするんですか?

6 1章 カ学 基本問題1 基本例題1 平面運動の速度の合成 静水中での速さが4.0m/sの船で,流れの速さ 2.0m/s, 川幅 60mの川を渡る (1) 船首を流れに直角に向けて渡るとき,出発点の真向か いから何m下流に到着するか。 (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。 2.0m/s Ka 60m 指針 な方向と平行な方向に分けて考える。 (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 (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 m/s である(図1)。したがって, 対岸に着くま : とき,合成速度の大きさ (1) 船の運動は,川の流れに垂直 30° 4.0m/s 2.0m/s (1) 岸に垂直な船の速度成分は4.0 図2 60 v[m/s]は, での時間ち(s]は, t;=- -=15s 4.0 V3 -=2V3 m/s 2 ひ=4.0×cos30°=4.0× また,岸に平行な速度成 分は2.0m/s である。船 は, t,[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, 求める時間も[s]は、 合成 速度 60 Dai te= =10V3 =10×1.73=17.3 17s 2/3 2.0m/s Q Point 平面運動は,直交する2つの方向に 速度を分解し,各方向における直線運動に分け て考えることができる。 x=2.0×15=30m 図1 基本例題2 公 十n.6

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なぜ「BからAへ」水素分子が移動すると分かるのですか?

基本例題38)連結された容器内の気体 基本問題 292, 293 B 容積0.10m°の容器Aと容積0.20mの容器Bを細管でつ A なぎ,容器の中に,温度 27℃, 圧力1.0×105 Paの水素を入 れる。Aの温度を 27℃に保ったまま,Bの温度を127℃にす るとき,容器中の圧力はいくらになるか。また,温度条件を 変えたことによって,何mol の水素が細管を移動したか。ただし、細管の容積を無視し、 気体定数を8.3J/(mol·K) とする。 0.10m 0.20m に保たれるので, natne=na'+ng 指針 まで,BからAへ水素分子が移動する。このとき, Aの物質量は増え,Bの物質量は減るが,AとB の物質量の和は一定に保たれる。 容器A,Bの中の圧力が等しくなる 5 式0, 2, 3, ④を各物質量について整理し,式 6に代入してかを求めると, (1.0×10°)×0.10 (1.0×105)×0.20 最初,AにnA[mol), Bに ng[mol), 最終的に,Aにn'[mol], Bに ng'[mol]の水素 があるとする。最終的な圧力をp[Pa]とすると, 各状態でのA, B中の理想気体の状態方程式は, 最初(A):(1.0×10°)×0.10=nA×8.3×300…① 最初(B):(1.0×10°)×0.20=ng×8.3×300 最終(A):p×0.10=n,'×8.3×300 最終(B):p×0.20=ng'×8.3×400 また,変化の前後で, AとBの物質量の和は一定 解説 8.3×300 8.3×300 p×0.10 8.3×300 p×0.20 8.3×400 これから,p=1.2×10°Pa …6 また,式①から, na=4.01mol となり、式⑥を③ に代入すると,n,'=4.81mol となる。したがって, BからAへ移動した水素の物質量は、 n-n=4.81-4.01=0.80mol 2 3) 0.8mol 01x00

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