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Physics Senior High

ウ〜キの問題の解き方を教えてください よろしくお願いします

lmoliの理想気体については. その正方 ぁIN/m2|、 人 im 絶対温度 7IK] の間に, 次の状態方程式が 成 9 立つ。 のアニォア :R は気体定数) この関係をミクロな立場から考え, 定積モル比熱を求 めてみよう。 1 辺と[miの立方体容器に, 単原子分子からなるぁ Imoli の理想気体が入っている。その分子は全部で が個 あるとし, 分子1令の質量を w (kglとする。 各々の分子 は, なめらかな壁と弾性衝突をしながら之動を続ける。また, 分子どうしの衝突人は考え ないことにする。図のように, 容器の豆の各面に垂直に座標軸をとる。 速さ im/sj で運動しているある1 つの分子に閉目し. その加度成分をそれぞれ ぁ。 9 9 とする。 5 いま,ぇ軸に垂下な壁の 1 つを A とすると. 個A との1回の街突で この分子が A に及ぼばす力積の大き さはしデコ ・$]である 3 # 秒間に壁A と しイ_」四 稀突するので. この間に感 A に及ばすカ積の夫和は ば IN-s)である。 したがって。 この分子が壁 A に及ぼす圧はしゴ(Nm ので 次に. 容器の中の が個の分子全体について考える。各分子の連度の *成分の〉 2 乗を平 均した和仁を 2.? で表し. 他の連度成分についても同拉に扱うと、 ゅ“=ッマニッ5. 5 すッと考えられるので./個の分子全体が壁 A に及ぼす圧力は、 で* を合って ぁ= IN/m2| と表せる 5 /:ew ・ 状態方程式とを比較して考えると. 分子】個の運動エネルギーの平均値は。 7を使っで El ーー この気体の内部エネルギーは しカ ] は) と表すことができ. 絶対温度7とともに変化することがわかる。 容器の体積を一定に保って. この気体に熱を加えると、 気体に与えた熱基はすべて内 ーー で 定積そん擬熱はしキ ](J/mel-Kiであること がねわかる。 /

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②の(1)~(2)の解き方教えてください。

p.107 例題 1。p.121, 12 4 のWW っ 0 1ョリッの間 | していて, Aには圧力 ヵ。 の単原子分子の理想気体。Bに B エム の6居 ) 容器 A、Bに入っている気体の内部エネルギーはそれぞれいく らか。 2) コックを開いて両容器の気体を混合すると, 圧力はいくらになるか。 以下では、 コックを開く前の容器 A。 B に入っている気体の絶対温度をそれぞ 7、、 7s とし、 気体定数を選とのる5 3) コックを開く前の容器 A、B に入っている気体の物質量はそれぞれいくらか。 4) コックを開いて両容器の気体を混合すると, 温度はいくらになるか。 @) 所体分子の運動 - p.108111 内半径ヶ の球状容器の内部を質量 7。 速さヵの分子が, 傘 器のなめらかな内壁に入射角 30* で弾性衝突した。 (1) 1回の衝突で内壁に及ぼす力積の大きさを求めよ。 (2) 内避に一度衛突してから次に衝突するまでの時間を求めよ。 (3) 内壁に及ぼす平均の力の大きさを求めよ。 @) モル比束 シリンダターに入れた単原手分子の理想気体 1 molの状 圧力 態を図のAからBまで次化きせた。 気体定数を々とする。 の 1) 状態 A、Bでの温度をそれぞれ求めよ。 (2) この過程で気体が外部にした仕事を求めよ。 の (3) この過程の内部エネルギーの変化を求めよ。 (4) この過程で気体が吸収した熱量を求めよょ。 (5) この過程のモル比熱を求めよ。 @ 気体のする仕事と熱力学第 1 法則 p.124。 125, p.128 例題4ダ シリンターに単原子分子の理想気体を入れ, その状態を, 図のように, 5 のAcCっp AD の3 通りの過程で変化きせた。ここで, AーC は断色交化、A - D は等温変化である。 !) へーBで気体から出た符量を求めよ。 6 2 2 体 LM ② B-p で気体が外部にした仕事, および気体が吸収した熱量を求めよ。 IN 8) AーCで気体が外部にした仕事を求めよ。 ) 〇①-③の過程のうち。 気体に入った熱量が最も大きいのはどれか。 第1章 気体分子の通還|

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物理全くやったことなくてわからないです。 教えてください。🙇‍♂️

・ テーマ: 熱力学の第 1 法則と基礎数学 ※ 以下の間題 1、2 では、ビピストンの重さおよびピストンとシリンダー間の摩擦を無視する。 【間題 1】図 1 のように、断面積が5のビストンとシリンダー内に、圧力p、体積、絶対温度 、 分子数がmモルの気体が閉じ込められている。シリンダーは、水平面に対して垂直方向に設置され ているとする。 ①気体に熱エネルギーd0を与えたところ、ビストンがdiだけ上昇して静止した。おもりの質量をが、 重力加速度をとするとき、気体がした微小仕事4WをdL, ,9のみで表わせ (2 点)。 @気体に熱エネルギー0。を与えたところ、ピストンが,移動したのち静止した。このときの温度の 上昇幅nを求めよ。この変化を定圧変化とし、必要なら定圧モル比於を用いよ (3 点)。 【問題 2】定積、定圧モル比熱がかそれぞれcy、c。でヵモルの理想気体に、図 2 のように熱エネルギ ー0を与えながらゆっくり膨張させ、内部エネルギーをりからの'に増加させた。この時の温度変化 を7っ7"とする。 気体定数をだとして以下の間いに答えなさい。 この変化は定圧変化と考えられる。その理由を説明せよ (2 点)。 @内部エネルギーの増加分0"-りをc。、 7、 7'および定数で表せ (4 点)。 ⑧③内部エネルギーの増加分り"-りをcw、 7、 7"および定数で表せ (4 点)。 図 1. 40を与えたときの気体の変化 図2. 0を与えた, 【問題 8】 次の積分を計算せよ 0 京、@

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