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Physics Senior High

(2)番についてです 自分は位置エネルギーと大気圧への仕事も考えてW=pΔv+MgL/2+p0ls/2 と考えたのですが、解答では位置エネルギーとか考慮していません。なぜですか?

142 熱 49 熱力学 断熱材で作られた円筒形の容器に〔mol]の 単原子分子の理想気体が入っていて、圧力と温 TOK] は大気のそれと等しい。 ピストンMの 質量は 〔kg] で滑らかに動く。はじめMはス トッパーAで止まっており、容器の底からの高 さはLQm] である。 気体定数をR [J/mol・K], 重力加速度(m/s²] とする。 (1) ヒーターのスイッチを入れて気体を加熱し たところ, 温度が T1 [K] になったときM が上に動き始めた。温度 T と気体に加えた熱量 Q1 〔J〕 を求めよ。 (2) Mはゆっくり上昇を続け高さが2.2L[m]となった。このとき の温度 T [K] を求めよ。 また,Mが動き始めてからこのときまで に気体がした仕事 W 〔J〕 と気体に加えた熱量 Q2 〔J〕 を求めよ。 ここでヒーターのスイッチを切った。 そして,外力を加えてMを ゆっくりと押し込み、元の高さL 〔m〕まで戻した。 このときの気体 の温度 T3 〔K〕 を求めよ。 また, このとき気体がされた仕事 W 〔J〕 を求めよ。 ただし、この断熱変化の過程では圧力と体積Vの間に (京都工繊大) はPV =一定の関係がある。 Base M ヒーター 10000 Cv= Level (1), (2)★ (3)★ Point & Hint (1) 前後の状態方程式と、ピストンが 動き始めるときの力のつり合いを押さ える。 大気圧をPo, ピストンの面積をS とでもおくとよいが,これらの文字は 答えには用いられない。 (2) なめらかに動くピストンが自由になっていると 定圧変化が起こる。 定圧変化では, 気体がする仕事 = PAVとなる。 (3) 断 熱変化では,PV=一定が成り立つ。 γは比熱比とよばれ, y=Cp/Cv ここで は単原子なので,y= =1/12/2/12/2R=7/3/3 となっている。あとは第1法則の問題。 5 h= 単原子分子気体 nRT U= 3 5 = 2R CP=R 2 ※ この3式は「単原子」のとき LECTURE 初めの気体の状態方程式は ピストンが動き始めるときの圧力をPとすると PSL = nRT …..……② (1) そして,このときのピストンのつり合いより PS = Pos+Mg...... ③ T₁=To+ _MgL nR4 ①〜③ より 定積変化だから より (2 そして (2) Pi での定圧変化が起こる。 状態方程式より P₁S³/L=nRT₂ また, Q=nCvAT= PSL = nRTo ...... ① T₂ = ³2 T₁ = 3 (To+ MgL nR W2 = Pi4V = Pi P.(S. 3/L-SL) Q2=nCpAT = n 状態方程式より 5 2 第1法則より より 49 熱力学 nR(T₁-To) = MgL 2 2 T3= ③ -T₁ (3) 高さまで押し込んだときの圧力をP3とすると P.(S-L)* = P.(SL) P3= 3 PS を用いて. Ws = Mg AU』を調べ ( 4U2=2R(T-T)) 第1法則 4U2 = Q2+(-Wa) を用いて Qを求めることもできるが、まわりくどい。 =1/12P.SL=1/12nRT=1/12(nRT,+MgL) ②を用いた .. T = n. 52 R (T₂ - T₁) = (nRT. + MgL) 143 ピストンが動いて も上図の状況は変 P.S わらない。 つまり, 圧力 P1 は一定 'P・SL = nRT3 ...... ⑤ - (3) ³T = (3) (T. + MgL) 'T nR 2nR (T₁-T₂) = 0 + W₁ P1 = (2)(2)-1) (nRT. + MgL)

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Mathematics Senior High

文系の数学実戦力向上編69(2)が、解説を読んでもわからないです。年利、元利の意味なども教えていただきたいです。よろしくおねがいします。

138 数列を中心にして 69 等比数列(複利計算) 1.03=2.09 とする. 毎年1回α 万円を年利率3%で24回積み立てたとき, 24年後の利息 を含めた積み立て総額は 4万円である. (2) 100万円を年利3%の複利で年のはじめに借り、その年から元利を毎 円ずつ返済し、25回で完済するものとする. x 円である。 ただし、 答えは千円未満を切り上げたものを答えよ. (1) =1.03 とする. 2.09 である. 1年目の最初に預けたa万円(1回目の積み立て金)は、1年目の末に3%の利 息がついて 1.03 万円,すなわち α7 万円になっている。このα万円は2年目の末 に3%の利息がついて or万円になる。このようにして、1年目の最初に預け た。 万円は24年目の末に α万円になる.同様に、 2年目の最初に預けた万円(2回目の積み立て金) は ar²23 万円, 3年目の最初に預けた 24年目の最初に預けた万円(24回目の積み立て金) は αr 万円 となる。したがって, 24年後の利息を含めた積み立て総額は、 ar(2-1) ar+ar+ar+ +ar=" r-1 X As-1-²-1=₁ A₂- [4] これより、数列{A 数列であり、初項はA.- X は α7万円, 万円(3回目の積み立て金) 1.06 106 0.03 3 (2回目の返済をした後の元利残高を A. とする. A = 100×10' である. 回目と1回目の返済後の状態に注目すると、 Ap=rlax が成り立つ。これを変形すると. r-1 a(²5-r). r-1 X a(2.09-1.03) 1.03-1 a= は公比rの等比 ( 岡山商科大 ) であるから、 a an+1=pan+q (p=0.1) の形の漸化式は, α=pa+g を満たすαを用いて、 a+α=plan-α) の形に変形する. 本間のαは、 a=ra-xより, (r-l)a=x a= X r-l An-7-²-1-(40-2²1) Ap T x A₁ = (40-72₁ An 1 25の場合を考えると, A250 Ax=40-7²1) ²+²1 25+. r-1 r-1 0=100×10^- x 0.03 ×2.09+ 0=(3×10^-x) ×2.09+x であり, Ap=100×10', A2=0, 2.09 であるからなので、1,100万 Aは返済後の段 高であり、完済してい T. As=0 11 としているから、公比をかける回数に 注意する。 つまり、 ではない! 文系 数学の必勝ポイント 数列を中心にして X 0.03 1.09x=6.27×10^ ...x = 5.7522 ×10^ したがって、千円未満を切り上げると、求めるべき金額xは、 x=58000円 解説講義 積み立ての問題、借金の返済の問題は、等比数列の実生活における応用例の1つとして出 題される。 出題数は決して多くないのであるが、理系よりも文系での出題が目立つので本書 で扱うこととした. (1) は, 毎年、一定金額を積み立てていく問題である。 1回目の4万円の入金を2001年1 月1日に行ったとすると、このα万円には2001年12月31日に利息がついて × 1.03万円 になる。 このax 1.03 万円には 2002年12月31日に2回目の利息がついて × 1.03²万円 になる。 このようにして, 1回目に入金した。 万円には2024年12月31日に24回目の利息 がついて。 × 1.03 万円になる. (これが 「複利」と言われるものである) 2002年1月1日に2回目のα万円の入金を行うが、この万円は2024年12月31日に23 回目の利息がついて a × 1.03万円になる. そして、2024年1月1日に24回目の万円の 入金を行うが、このα万円は2024年12月31日に1回だけ利息がついてa×1.03万円にな る。「最後の万円に利息がつかない」と誤解しないようにしよう。 (もし利息がつかないと。 預金したのに銀行が利息を支払っていないということになる) 結局2024年12月31日には、1回目に入金した。 万円はa×1.03 万円に、2回目に入 金した。 万円は×1.032 万円に, そして24回目に入金した。 万円はa×1.03 万円になって いるから,これらの合計が24年後の積み立て総額である。 (2)は複雑である。借り入れた100万円に利息がついて借金の残高が増える同時に、支払い によって借金の残高は減る。 そこで、1年目からの残高の変化を考えると混乱してしまいそ うなので、n回目とn+1回目の返済後の残高の関係に注目して漸化式を立てて考えている。 積み立ての問題 ① 利息がつく回数に注意して、 等比数列の和で総額を求める ② 借金の返済では漸化式も有効である 139

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数1のx,yについての二次式の因数分解についての質問です! 写真のようにxについて降べきの順に整理するときに最初のx²だけ省くのか分かりません。 この方法でやれば因数分解がうまくいくことは分かるんですが、あんまり納得できていないです 分かる方がいれば説明お願いしま... Read More

:) x² + 4x9² 39 x(x+4y 解説 白チャートで で視聴できる 書籍ご購入の 追加 白チャー ■基礎固 基本的な 解説して にも配 な生徒で 例題は、 スモール 進めるこ タ どこでも ■共通テン 巻末の実 る長文問 エスビュ 書をタブレッ いつでも、と 38 ① 23 1919 準 18x,yについての2次式の因数分解 次の式を因数分解せよ。 (1)x+3.xy+2y²-5x-7y+6 は、大学入学共通テストの準備・対策向きの問題であることを示す。 (2) 2x²-5xy-3y²-x+10y-3 CHART & GUIDE について降べきの順に整理する。 定数項となる」の2次式を因数分解する。 xの2次式とみて、たすきがけの図式を完成させる。 xについての2次式の因数分解 1つの文字について整理して, たすきがけ (1) +3xy+2y^²-5x-7y+6 =x2+(3y-5)x+(2y²-7y+6) =x+(3y-5)x+(y-2) (2y-3) ={x+(y-2)}{x+(2y-3)} 6 =(x+y-2)(x+2y-3) 第 2 → 4 B 1 -3 → -3 2 6 -7 (2) 2x²-5xy-3y²-x+10y-3 A 1 =2x²-(5y+1)x-(3y²-10y+3) =2x²-(5y+1)x-(y-3)(3y-1) 3 2 注意 解答では、xについて整理し Z て <<<基本例題 14, 標準例題 17 日 .. y-2 y-2 2y-3 3y-5 ={x-(3y-1)}{2x+(y-3)} =(x-3y+1)(2x+y-3) -3 → -9 01 -(3y-1) → -6y+2 X -1--1 y-3 3-10 ◆ x について整理。 たすきがけ A DO... ◆ たすきがけ B (*) たすきがけ -5y-1 ← x について整理。 ★たすきがけ ⑩ なお,たすきがけ ⑩が考 えやすくなるように(*) ではxの1次の項を y-3 +(-5-1)xと書いてお くのもよい。 ズーム UP review 因数分解の基本を振り返ろう! 例題17を振り返ろう! 多くの文字を含む式の因数分解では, 次数が最低の文字について整理しましょう。 x2+3xy+2y2-5x-7y+6 は, xについて2次,yについても2次である。 よって,どちらの文字について整理してもよいが, -x の項の係数は 1 2 の項の係数は 2 2 次の項の係数が簡単なx について整理すると x2+3xy+2y²-5x-7y+6=x²+(3y-5)x+(2y²-7y+6) 例題14を振り返ろう! Ax'+Bx+Cの因数分解では, たすきがけ を利用しましょう。 acx2+(ad+bc)x+bd=(ax+b)(cx+d) 「2y²-7y+6の因数分解 の係数2を2数の積に分解。 2 定数項6を2数の積に分解。 3 たすきに掛けて, その和が -7 となるものを見つける。 x 1 -6→-12 -1 → -1 6 -13 -4 2 01 2 2 x2+(3y-5)x+(y-2)(2y-3) の因数分解 1 x²の係数1を2数の積に分解。 2 定数項 (-2)(2x-3) を2つの積に分解。 -2 -3 → 6 ← 定数項6を2数 (1) (6) と分解した場合 -3 -7 定数項62数(-2)(−3) と分解した場合 ↑xについて整理しているから, は数と考える。 39 1章 3 因数分解

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