なぜ温度が等しくなるのですか？

4. 以下の設間の解答を所定の解答欄に記入せよ。 解答中に分数が現れる場合は既約 分数で答えよ。なお, 導出過程は示さなくてよい。 熱を通さない断熱材でできた内側の断面積Sのシリンダー容器(以後, 容器と 呼ぶ)がある。気体定数を R, 重力加速度の大きさをgとする。 (A) 図1のように容器を鉛直方向に固定し, 熱を通す透熱材 (熱をよく通す素材) でできた熱容量の無視できる質量 Mのピストンを容器内側の中央に設置して, ビストンの上側と下側にそれぞれ1 mol ずつ(合わせて2mol)の単原子分子の 理想気体を入れた。 ピストンで密封された上側と下側の理想気体の圧力, 体積, 温度はともに等しく,その圧力を P。体積をV%温度を T, とする。この状態 を状態1とする。/ 次に状態1で容器の中央に設置されていたピストンの固定を外すと,ピストン は鉛直下方にゆっくりと距離aだけ移動して静止した (図2)。この過程におい て,ピストンで仕切られた理想気体は常に平衡状態に達しており; ピストン上側 の理想気体の圧力はP, 体積は Vで, ビストン下側の理想気体の圧力は P, 体 ん 積はVらであった。この状態を状態2とする。なお, ピストンと容器の間に摩擦 力はなく,ピストンは鉛直方向になめらかに動くことができる。また, ピストン と容器のあいだに隙間はなく, ピストンで仕切られた理想気体は反対側に漏れ出 品。 ることはないものとする。

近畿大学の物理の問題です。 ここの25なんですけれど、答えが「NmVx²/L²」となっているのですが、普通は分母がL³となるはずなんですけれど、どうしてこうなるのでしょうか？圧力で考えたのですが全く分かりません。

図のように1辺の長さがLの正方形の平面上に質量m( 動できるが、*糖または、 y軸と平行な4つの壁 (A. B, C, D) とは弾性衝奥する。 この単原子分子はお互いに他の分子とは衝突することなく,この平面上のみを自由に選 :mの単原子分子が、 N個ある。 II 競 特 ホー画 L 1自 平 お題 平 B |L Tー es 00 単 る ふ y SS はじめに,速度のx方向とy方向の成分が、 それぞれUゅ Uゅである1つの単原子分 子を考える。この単原子分子が,壁Bと壁Dの間を往復するために必要な時間は 21 である。この単原子分子が壁Bに衝突すると、 慶Bは単原子分子から大きさ 22 の力積を垂直外向きに受ける。時間の間にこの単原子分子から壁Bが が 受ける垂直外向きの力積の合計は ら受ける垂直外向きの力の平均Fは 次に, N個の単原子分子の運動について考える。 全ての単原子分子のひゅ 髪の平均 23 となる。壁Bがこの1つの単原子分子か 24 となる。 をそれぞれ。と表す。 同様に, y方向についても 呼とする。壁日が金単康 子分子から受ける壁に垂直外向きの力はNF となる。これより壁Bが、全単原子分子 と求まる。 から受ける単位長さ当たりの垂直外向きの力の大きさpが 25 ここで,*軸方向もy軸方向も同等なので, =U, ーが成り立つ。一方、 絶 対温度Tでは、各方向の運動エネルギーの平均と T の関には、 VA mu=&Tの関係が成り立つ。 ここで, kはボルツマン定数である。し だがって,平面上のN個の単原子分子からなる系ではpは全ての壁で等しくなる。7 1 1。 2m。 本ガドロ定数NAを使うと, 気体定数RはR=kN、と表される。これより平面上の (11-10

画像の(エ)(カ)~(ク)を教えて頂きたいです (ウ)(オ)に関しては、同じ気体、同じ体積の容器なので、一様になるということでよろしいですか?

すす オりさ れるbt () 地 図2のように、断熱材料でつくられた2つの容器1、IIがある。IとIは連結部を介して連社+ れており連結部にはコック (開閉弁) がある。コックが閉じられているとき、1とIIの間の気休の 移動、熱の移動はない。また、Iと IⅡの容積はそれぞれ容積V [m°]で等しく、連結部の容積は考> なくてよいものとする。 図2の状態では、コックは閉じられており、1、 IIにはそれぞれ、1 mol 2mol の同じ単原子分子理想気体が入っていて、I、IIの気体の圧力は、それぞれP。[Pal、3P.[p-1-a あった。気体定数をR [J/(mol· K)]として、 以下の設問に答えなさい。 I コック II 1 mol 2 mol V Po V 3Po / Bus) 図2 (or) の (ア) 1の気体の温度をT, = To[K]とするとき、 IIの気体の温度T2[K]は、 次のどれか。 (11) [解答群]の。 。 。 ①1. の To 6 2 6 2T。 2 3 (イ) Iと IIの気体の内部エネルギーの和[]は、 次のどれか。 (12) 3 [解答群]0RT。 RTo の RTo ⑤ 2RT。 ⑥ 6RT。 0 (ウ)次に、コックを開いてしばらく放置したときの、I にある気体の物質量 [mol]は、 公りとす か。(13) 7 11 [解答群] ① : o 6 2 2 4 6 (エ)前問(ウ) のとき、 IIにある気体の温度[K]は、 次のどれか。 ( 1 4)

(1)で分子が1回の衝突で受ける力積が負になる理由が分かりません。後➖前で受ける力積が正で与える方が負にならないんですか？

ダーがあり,このシリンダーに単原子分子 N個か ピストン 3 図のように,断熱材で作られた直方体のシリン らなる理想気体が閉じこめられている。1分子の 質量をm (kg)とする。ある分子の速さを[pd/s] とし,この系の状態を分子運動の立場から考える。 シリンダーの断面積はL'[m]であり, ピストン はシリンダー内をなめらかに動く。気体分子は器壁と完全弾性衝突をする。ただし, 分 子の数 Nは十分大きく,ある物理量aの交個の分子についての平均値をくa》と表す ものとし,ボルツマン定数をR (J/K} とする。なお,kは1分子当たりの気体定数に等 シリンダー しい。 [1) ピストンがシリンダーの底から長さ L[m]のところで静止し, 系は熱平衡の状態に ある。ピストンに垂直な右向きにx軸をとり,分子のx方向の速度成分をv, と表す。 (1) ピストンに衝突する1個の分子を考える。1回の衝突でこの分子がピストンに与 える力積を m, v,を用いて表せ。 (2) この分子が1秒間にピストンに衝突する回数 f,もv, Lを用いて表せ。ただし, 分子どうしの衝突は無視できるものとする。 (3) この系の圧助 P{Pa) を N, m, <v?>, Vを用いて表せ。 ただし, V=L° とす R V (re る。 (4) この系の内部エネルギーU[J]を系の絶対温度T{K)および N, )k を用いて表せ。 (2) 次に,ピストンを速ざ vo[m/s)でxの正の向きにゆっくりと移動させる。 (5) ピストンに衝突する「個の分子を考える。1回の衝突によるこの分子の運動エネ ルギーの変化量はいくらか, m, v, voを用いて表せ。ただし, #oがu。に比べ十 分小さいためvo の項は無視できるものとする。 (6) このとき,系の温度の単位時間当たりの変化量 4才を(温度す, 体積Vおよび単 位時間当たりの体積変化量 AVを用いて表すと 27 vV 4T=- となることを示せ。ただし,AV=Lvとする。 また, voがかに比べ十分小さいた め,f。の変化は無視できるものとする。 /万子が1回の衝突さ受る様は 3 一 () +2mue (-mux)-(mvx): -2mlx ;ピストンに与スるカ積は 作用及用の活則まり 2mじx [Ms] 3 2 22 い。 (m Nm<r's MalA p: 3T PT: nRT 4) PIIVYU)

化学基礎の酸化と還元の単元の質問です。177の(4)(7)(8)の問題が分かりません。178で問いている様に構成される物質によって酸化数は変わるのに何故177(4)(7)(8)は他の物質から酸化数を導いているんですか？

17 酸化と還元 65 係。 された した) 次の文中の( )に適する語句や記号を入れよ。 銅を空気中で加熱すると,次のように反応して酸化銅(IⅡ)となる。DAY! 解答→ 別冊 p.34 基本問題 176 酸化 還元と電子 加した) 増加した) HAPLY 2Cu + (ア)- のとき、銅は( イ )されたという。生じた CuO は Cu°* と O~ の結合となっ 、スから,次のように,銅原子は( ウ )を失い,酸素原子は(ゥ)を受け取っ → 2CUO たことになる。 2Cu°* + 4( エ ) O2 + 4( エ) 20- 2Cu 一→ -のことから銅原子のように(ウ )を失ったとき,銅は( イ)されたという。 また。酸素原子のように(ウ )を受け取ったとき, 酸素は(オ )されたという。 -1 合計が0 177 酸化数 《 テスト必出 次の(1)~(15)の物質の下線部の原子の酸化数を求めよ。 (2) HeS Al2O3 (1) H2 (5) H-SO4 HNO。 は-1。 同じ。 MgCle (9) AI(OH)。 @) (12) S 回 (15) - PO (8) Fea(SO.)。 (7) Cu(NO3)2 (11) Ca* (10) KMNO4 (14) CraO;?- HS OnM の (13) NH4* のガイド 1. 化合物を構成する原子の酸化数の和は0, イオンではその価数。+ IXS 2. (4), (7), (8)などの塩はそれを構成する酸から陰イオンの価数がわかる。 OVH8 One 178 物質の変化と酸化 還元 《 テスト必出 SHOCF 次の(1)~10)の変化において, もとの物質が, 酸化されたものには O, 還元さ れたものには R,いずれでもないものにはN を記せ。 | (1) I2 → KI た)原 (2) HeS → S FeCls (4) FeCle 口(6) CrO.→ Cp 間開 , HCHO 合計 08F (3) MnO2 MnCle いか (5) SO。 SO.- (8) CHOH (7) CraO CrO- CaH4 の → CH3CHO (10) CaHsOH (9) CHCOOH hWガイド 1. 酸化数の増加した原子を含む 酸化された。 酸化数の減少した原子を含む 還元された。 2. 有機化合物の変化(8), (9), (10) は, H, O の増減に着目。 0au0 エ n。口 チェック

過去問の解答がないため、解答のみでもいいのでお願いします。

化学 問題 I [1] 第4周期までの元素の周期表を次に示す。この表に関して,間1~間7に答えよ。 族 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13|14 15 16|17| 18 周期 1 H He 2 Li Be B C N 0 F Ne Na| Mg |A| siP|s|| Ar 3 S 4 K Ca Sc| Ti V Cr| Mn Fe| Co Ni | Cu | Zn | Ga| Ge 「As Se | Br |Kr 間1.表中にある元素の中で非金属元素の数はいくつか。 問2.表中にある元素の中で遷移元素の数はいくつか。 問3.第2周期の元素の中でイオン化エネルギーが最も小さい元素はどれか。元素記号で答えよ。 問4.第2周期の元素の中でイオン化エネルギーが最も大きい元素はどれか。元素記号で答えよ。 問5.第3周期の元素の中で電子親和力が最も大きい元素はどれか。元素記号で答えよ。 問6.表中にある元素の単体の中で単原子分子として存在するものはいくつか。 問7.メンデレーエフが 1869年に発表した周期表は,元素を何の順に並べてあったか。

物理の状態変化です。 解答が理解できません

ておく。シリンダーの底にはピストンが接しており,大気圧は P。である。コッ 物理 のように,体積が%の容器Aに圧力がP。の単原子分子理想気体を入 0~6のうちから一つ選べ。ただし,容器 A,シリンダー,細い管,ピス ンは断熱材でできており,細い管とコックの容積は無視できるものとする。 V= 7 vo= VoV) lo= Vo= Vo- 5vo5 3 V- 容器A シリンダー V。 コック 気体 po ピストン う n=M シリンダー。 容器 A コック T s V - Pos/ 気体 気体 ピストン PS 図 4 Pエネ ムU= ne 0。 V% 2 3 % 3 2 6 -V% 3 6 4 8 の

2行目の内部エネルギー変化で、自分は3.00molをかけたのですが答えではかけていませんでした。 何故ですか？

3molの単原子分子を4.00atmの一定圧力下で300Kから400Kにした。 単原子分子理想気合のモル定容熱容量とモル定圧熱容量の値を数値で示せ。 このときの内部エネルギーとエンタルピーの変化量/U、AHを求めよ。

良問の風61（4）です。3枚目のピンクのマーカーを引いた部分についてなのですが、（2）の時とは内部の圧力が違うのに、等圧変化と考えて良いのですか？

61* なめらかに動く質量M[kg]のピストン を備えた断面積Sim°]の容器がある。こ れらは断熱材で作られていて, ヒーターに 電流を流すことにより,,容器内の気体を加 熱することができる。/ヒーターの体積, 熱 容量は小さく,無視できる。容器は鉛直に 保たれていて,内部には単原子分子の理想 気体がん[mol)入っている。気体定数をR [J/mol·K), 大気圧を(P.(N/m'], 重力加 速度をgm/s°]とする。 (1) 最初,ヒーターに電流を流さない状態では, 図1のように,ピスト ンの下面は容器の底から距離1[m]の位置にあった。このときの気体 の温度はどれだけか。 HP ピストン ヒーター 図1 図2 次に,ヒーターで加熱したら, ピストンは最初の位置より 上昇 した。気体の温度は(1)の何倍になっているか。また, ヒーターで発生 したジュール熱はどれだけか。 (3)(1)の状態で, 容器の上下を反対にして鈴直にし,気体の温度を(1)の 温度と同じに保ったら, 図2のように,ビストンの上面は容器の底か ら1の位置で静止した。ビストンの質量M を他の量で表せ。 ※ この状態で, ヒーターにより, (2)におけるジュール熱のだけの 執を加えたら、ピストンの上面は容益の底からどれだけの距離のとこ ろで静止するか。 (名城大)

問5の5についてです。 解説1行目。Aの体積増加したので温度上昇というのは、PV=nRTが根拠ですか？ 私は　ΔU=Q-w(した仕事) を根拠に、 AはBに仕事をしたのでAに関する第一法則より、 w>0より (Q=0 なので)　ΔU<0 つまりAの温度は下がっているので... Read More

物理 問5 次の文章中の空欄 5 6 に入れる式として正しいものを, それぞ れの直後の で囲んだ選択肢のうちから一つずつ選べ。 る 由 図5のように,なめらかに動くことのできる断熱材でできたピストンがはめ 込まれた断熱容器が水平面上に置かれている。ピストンの左側をA室,右側 をB室と呼ぶ。ピストンの中には熱をよく通す材質でできたスイッチがあり, このスイッチを閉じるとA室とB室の間で熱の移動が可能になるが, スイッ チを開くと熱の移動はできなくなる。 ただし, スイッチの熱容量は無視できる。 スイッチを開いた状態で A室に物質量 nA, 温度 T。の単原子分子理想気体 を閉じ込め,B室に物質量 ng, 温度 Tg の単原子分子理想気体を閉じ込める と,ピストンは静止した。次に, スイッチを閉じたところ, ピストンはゆっく 0 T> Ts りとB室側へ移動した。このことから 5 2 Ta= Te} とわかる。 3 Ta< Ts」 また,十分に時間が経過すると, A室とB室の気体の温度は, TATB Ta+ T。 0 Ta+ Ts @ ア Ta+ Ts 2 となる。 6 ngTa+naTa 1ATA+ ngTa nA+ nB nA+ nB スイッチ ピストン A B 図 5 - 69 -