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Physics Senior High

物理の熱力学についての質問です。図11-6のIでは圧力がp0となっています。でも単原子分子の理想気体を封入する前もピストンはSの位置で不動、つまり、理想気体を封入する前に存在した気体の圧力はp0であったということになると思います。そうすると、理想気体の圧力がp0であるから、... Read More

出題パターン 39 ばねつきピストン 断面積がSのシリンダーが鉛直に立ててある。 ピ ストンとシリンダーの底とは自然長がんのばねで 結ばれている。 またシリンダーの底から測って高さん ピストンw の位置にストッパーsがある。このシリンダー内に, ある量の単原子分子の理想気体を, その圧力が大気圧 ばね× と同じp になるまで封入した。 このときピストン はストッパーsの位置にあり、 絶対温度は T であっ た (状態Ⅰ)。 次に封入気体をゆっくりと加熱したところ, 温度が2T となったところ でピストンは上昇を始めた (状態ⅡI)。 さらに加熱したところ, 温度が6T となったときピストンは h だけ上昇した (状態Ⅲ)。 (1) ピストンの質量を求めよ。 重力加速度の大きさを g とする。 (2)状態Ⅰから状態Ⅱまで気体のした仕事を po, S, hで示せ。 (3)状態Ⅰから状態Ⅲまでに加えられた熱量を po, S, んで示 解答のポイント! ばねの伸びと圧力の増加分は比例するので,Ⅱ→Ⅲのか-Vグラフは直線。 解法 (1)~(3) 熱力学の解法3ステップで解く。 状態 I : po・Sh=nl Ⅱ:pSh=n_ Ⅲ: pa S.. 2 ①②をた ⑦を④に代 ① ③を辺 ⑧ ⑨を⑤ STEP2 ↑ 4po 2pol po 0 STEP STEP1 各状態のp, Vn.Tを図示する。ピストンWの質量を M, ばね 定数をとする。 AU= I I III 大気圧 PS4 k ←I PIS 上昇し Po n eeeeee 24 Sh 126 漆原の物理 熱力学 (定 はじめる = (N-POS Mg P1 n heeeeee pos (T Sh 43250 Mgd II- 2T 6T Iから 伸び 1/ h W 図 11-6 lom] [-w +5-1x( Q

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Physics Senior High

物理の熱力学についての質問です。手順3について、二つ質問があります。 一つ目は、すでに成立しているという文章が何のことを指しているのかわからないことです。何がなぜ、成立しているのですか? 二つ目は、p0=2p0=2.0としているところで、p0=1.0であることを前提に、答え... Read More

要で 氷の 込ある。 12/9 出題パターン 36 気体の状態変化 「ストンで仕切られたA, B 室があり 両室に が20N/m, 自然長 1.0m のばねに結ばれたピ 断面積が10cm² の円筒容器内に、 ばね定数 A 16 B Da 同じ物質量(モル数) の理想気体が封入され は同じ。はじめ両気体の温度はともに, 1.0m→1.0m- 気圧になっている。 ここでB室を0℃に保った まA室をあたためたら、ピストンは0.50m 右方に移動した。1気圧=1.0 ×10N/m² として, A室, B 室の圧力はそれぞれ何気圧になったか 解答のポイント! 気体の問題は、次の手順で解く。 圧力 p体積 V. モル数 n,絶対温度Tを仮定する。 手順1 手順2状態方程式を立てる。 手順3 ピストンのつりあい式で未知数を求める。 解法 * Jeb 手順1 図 10-7 のように,2,V,n, Tを 仮定する。未知数はpi, Pe, Ti, n IA 前 B 手順2 状態方程式を立てる。 po po Vo Vo S (m²) 000000 2 前:pVo=nRT。 A:p -Vo=nRT B:p2Vo=nRT が (2) ①と n To n To るので、 後 ばねの力 20×0.5 し 手順3 ピストンにかかる力のつりあいの PIS n Ti p2S n To 式を立てる。 前: すでに成立している。 あるので、 後 : 20×0.5+ pSPS (3) 敵を掛け = まず,② ① より 状態方程式では 「辺々割る」 が式変形の基本!, 未知数xはxと表示 図10-7 (1) P2 =1.2=2p = 2.0 [気圧〕 2p ③より 10個) 受ける力の物は P=Pz+ 20×0.5 S 20×0.5 (N) - = 2.0 [気圧] + 10 x 10 (m2) = 2.0 [気圧〕 + 10' × 10 [気圧] = 2.1 [気圧] STAGE 10 温度と熱 117

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Science Junior High

(2)仕組みの理解が曖昧なので教えてください🙇‍♀️

4/4 8 エネルギーの変換に関する (1)・(2)の問いに答えなさい。 ふたをした鍋で水を加熱すると、やがて沸騰が始まって鍋のふたが持ち上がり、カタカタと音を立て て動いた。鍋のふたは、加熱を続けている間は動き続け、加熱をやめると速やかに止まった。 加熱を続け、水が沸騰しているとき、水蒸気が鍋のふたを持ち上げる仕事をしている。このとき、 ⑩エネルギーの変換が起こっており、このしくみは 発電に利用されている。 下線部②について適切に述べたものとなるように、文中のあのそれ の中の文が、 (1)次の ぞれに補う言葉として正しいものを選び、 記号で答えなさい。 エネルギーが変換されると、 変換されて得られた目的のエネルギーの量は、 変換前のエネル ギーの総量よりもあ (ア多く イ少なく)なる。 これは、変換にともなって、 目的外 のエネルギーにも変換されてしまうためである。目的外のエネルギーの量と目的のエネルギー の量との総量は、 変換前のエネルギーの総量と比べて (ウ 多くなる オ少なくなる)。 H 変わらない (2) 下線部について、 図は火力発電のしくみを模式 的に表したものである。 火力発電所では、ボイラーで 水を沸騰させて、発電を行っている。次の______ の中 の文が、火力発電について適切に述べたものとなるよ うに、文中の(5)~(木)のそれぞれに言 葉を補いなさい。 図 ボイラー 水蒸気 タービン 発電機 燃料 冷却水 火力発電では、 ボイラーにおいて、 燃料のもつ ( 5 ) エネルギーを ( え ) エネルギ 一に変換し、水の状態を液体から気体に変化させる。 気体になった水はタービンを回す仕事を する。回転するタービンの(お) エネルギーは発電機で電気エネルギーに変換される。

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Chemistry Senior High

解説にある体積の影響が大きくなるとZの値が大きくなる理由と分子間力が大きくなるとZが小さくなる理由を教えてください

問3 生徒が実在気体の理想気体からのずれについて資料を調べたところ、次の ことがわかった。 後の問い (a ~c) に答えよ。 実際に存在する気体を実在気体という。 実在気体では,温度を低くしたり、 圧力を大きくしていったりすると、体積が 0 になる前に液体や固体になって しまい、体積が0になることはない。 実在気体には,気体の状態方程式が厳 密には成立しない。 実在気体に対して、常に気体の状態方程式に従う仮想的 な気体を理想気体という。理想気体は,分子自身が占める体積が0で,分子 間力がはたらかないと仮定した気体である。 気体の状態方程式 (Pは圧力 〔Pa〕, Vは体積 [L], Rは気体定数 その値を圧縮率因 〔Pa・L/(K・mol)], Tは絶対温度 [K]) から導かれる RT 子Zといい, 1mol の理想気体では,圧力や温度に関係なく一定で常に1と PV なる。 PV Z=RT=1 × a の①~④のうちから一つ選べ。 3 に当てはまる語の組合せとして最も適当なものを、次 b X Y ① 高温 高圧 ② 高温 低圧 低温 高圧 ④ 低温 低圧 生徒が実在気体の理想気体からのずれについてまとめた次の文章中の空欄 に当てはまる最も適当な式を,後の①~⑥のうちからそれぞれ一つずつ選 べ。 4 5 実在気体の分子間力の大きさが非常に小さい場合, ファンデルワールス定 数を 0 とみなすことができる。 その場合,式(1)を変形して、次の式を導く 想気体からのずれが大きくなる Zの値が1より大きくずれているほど, 実在気体は理想気体からかけ離れ ていることになる。 一般に, にするほど,実在気体は理 た ことができる。 Prvr-Prb=RT Prvr=RT+Prb Y P.V. RT =1+ 4 ④ (2) Prur RT Prb = RT ファンデルワールスは,実在気体にも状態方程式が成り立つように補正を 加え, 1mol の実在気体の圧力を P, [Pa〕, 体積を V, [L] としたとき,次の 実在気体の状態方程式が成立することを導いた。 式(2)より,実在気体の分子間力の大きさが非常に小さい場合、実在気体の (P₁+ V³)(V.- L-b)=RT (1) Zの値は1よりも大きくなる。 一方,実在気体の分子自身の体積が十分に小さい場合, ファンデルワール 定数を0とみなすことができる。 その場合, 式 (1) を変形して、次の式を 導くことができる。 なお, 定数a, b (ともに正の値) はファンデルワールス定数といい, αは 気体の分子間力の大きさ, 6は気体分子自身の体積によって決まる。 Prvr +9 ERT Vr P.V. RT Prvr=RT- a Vr -= 1- 5 (3) Prur RT = 1- a WRT 式(3) より 実在気体の分子自身の体積が十分に小さい場合、 実在気体の Zの値は1よりも小さくなる。 b aP RT RT a RT bP ④ RT a V.RT (第1回-4) b V.RT

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Chemistry Senior High

化学反応式と物質量ってところなんですけど赤いところの今回はのところからでCuOがなくなると反応が終了するって書いてあるんですけどどういう意味か理解できなくてわかりやすく教えて欲しいです😭

入門 RESTERNGAS けるようになりたい ました。 なる ため わかるように、ていね 実に身につきます FEEL AND 0026 化学反応式と物質量 16gの酸化銅(II) CuOに炭素粉C2.0gを混合し、 空気をしゃ断して加 とき起こった化学反応について,次の(1)~(3)に答えよ。 ただし、 たところ、酸化銅(Ⅱ)が還元され, 銅Cuと二酸化炭素CO2を生成した。 原子 また、 (1) CuOの量64+1680 そこで、CuOのモル質量が80g/molなので、1molあたり80gであるから、 16 g 80 g/mol =0.20mol (2) 炭素Cの原子量12であり、1molあたり12gであるから、はじめに用意 した炭素Cの物質量は、 C=12.0=16. Cu=64とし, 解答は有効数字2桁で答えよ。 は0℃. 1.013×10 Paの標準状態において種類に関係なく、分子1molあた 22.4Lの体積を示すとする。 (1)酸化銅(Ⅱ) 16gは何molか。 (2)このとき反応によって生成した二酸化炭素は0℃, 1.013 × 10 Paの 準状態で何Lか。 (3)この反応によって,反応せずに残った炭素粉は何gか。 (解説) この反応を化学反応式で表すと 2CuO+C→2Cu + CO2 となる。 つまり、 Cu02C1個が反応すると、Cu2個とCQ1. この反応が6×10回起こると, CuO 2 × 6 ×10個=2mol と C1 × 6 × 102個=1molが反応して Cu 2×6×10個=2mol と CO21×6×10個=1molが生じる。 2.0g 12 g/mol 1 mol (0.166) CuO2mol と C1molが反応して Cu2molとCO21molが生じる。 今回は CがCuOの半分量である 0.10molより多いので、CuOがなくなると反応が 終了する。 「反応前の量」「反応で変化する量」 「反応後の量」を分けて考え 2CuO + C →2Cu + CO2 て計算すると. (長崎) 1 反応前 0.20 0 6 0 mol 変化量 0.20 -0.10 +0.20 +0.10mol <反応後> 0 -0.10 0.20 0.10mol 6 反応後CO2は0.10mol生成している。 0℃. 1.013 × 10° Paの標準状態で 示す体積は. 0.10mol×22.4L/mol=2.24L ≒2.2L このように、化学反応式中の化学式の係数の比は、化学式が (3)反応後に残った炭素の物質量= 1 -0.10 6 物質量の比でもある。 分数を用いると = 10 計算がラクになる [Point 化学反応式と物質量 ax +. ****** → bY+. VV S 5-3 1 = mol 30 15 けいすう ひ 求める炭素Cの質量は,炭素のモル質量が12g/molなので. 1 4 15 mol × 12g/mol 5 = =0.80g www 有効数字2桁にする 反応したXの物質量(mol] 生成したYの物質量[mol]] -a:b 箸 (1) 0.20mol (2)2.2L (3) 0.80g 第2章 物質量と化学反応式

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Chemistry Senior High

(4)の問題なのですが、x=14/9までは出ているのですが、そのあとがわかりません。この計算は何をしているのでしょうか。

水素 1.75mol, ヨウ素 1.50 mol を容器に入れて温度・圧力を一定に保ったところ, ヨウ化水 素が生じて平衡状態に達した。 このとき, 水素が 0.50 mol に減少していた。 V2 = 1.4 (1) 平衡時のヨウ素, ヨウ化水素はそれぞれ何molか。 (2) 平衡定数 K を表す式を記せ。 また, その値を求めよ。 (3) 上の平衡状態にあるとき, 水素を加えるとKの値はどうなるか。 (4) 上と同じ温度で, 水素 2.00mol, ヨウ素 2.00mol を容器に入れた。このとき生成するヨウ 化水素は何molか。 (1) 平衡時の各成分の物質量は H2 + 2HI 反応前 1.75 mol 変化量 -1.25 mol 平衡時 0.50 mol 1.50 mol 0 mol - 1.25 mol +2.50 mol 0.25 mol 2.50 mol 2 2.50 mol (2) 容器の体積をVLとおくと, 平衡定数はK= [HI]2 [Hz][I2] VL =50 0.50 mol VL × 0.25 mol VL (3) 温度が変化しないので,平衡定数は変化しない。 (4) 平衡時の各成分の物質量は H2 + I2 2HI 反応前 2.00 mol 2.00 mol 0 mol 変化量 -x mol -x mol +2x mol 平衡時 2.00-x mol 2.00-xmol 2x mol [HI]2 (2xm 2 2x mol (2x)2 2x K = = =50 [Hz][I] = √50=5.0√2 = 7.0 2.00 -x mol VL (2.00-x)2 2.00-x 14 x= よって 9 ず 14 2x=-x2 = 3.11 ・・・ (1) ヨウ素 0.25 mol [HI]2 (2)式 K= [Hz][12] (3) 変わらない ヨウ化水素 2.50 mol 値 50 (4)3.1mol

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Chemistry Senior High

解説にある分子自身の体積を0と仮定しているのでZの値が大きくなることは無いというのはどういうことですか?

問3 生徒が実在気体の理想気体からのずれについて資料を調べたところ、次の ことがわかった。 後の問い (a ~c) に答えよ。 実際に存在する気体を実在気体という。 実在気体では,温度を低くしたり、 圧力を大きくしていったりすると、体積が 0 になる前に液体や固体になって しまい、体積が0になることはない。 実在気体には,気体の状態方程式が厳 密には成立しない。 実在気体に対して、常に気体の状態方程式に従う仮想的 な気体を理想気体という。理想気体は,分子自身が占める体積が0で,分子 間力がはたらかないと仮定した気体である。 気体の状態方程式 (Pは圧力 〔Pa〕, Vは体積 [L], Rは気体定数 その値を圧縮率因 〔Pa・L/(K・mol)], Tは絶対温度 [K]) から導かれる RT 子Zといい, 1mol の理想気体では,圧力や温度に関係なく一定で常に1と PV なる。 PV Z=RT=1 × a の①~④のうちから一つ選べ。 3 に当てはまる語の組合せとして最も適当なものを、次 b X Y ① 高温 高圧 ② 高温 低圧 低温 高圧 ④ 低温 低圧 生徒が実在気体の理想気体からのずれについてまとめた次の文章中の空欄 に当てはまる最も適当な式を,後の①~⑥のうちからそれぞれ一つずつ選 べ。 4 5 実在気体の分子間力の大きさが非常に小さい場合, ファンデルワールス定 数を 0 とみなすことができる。 その場合,式(1)を変形して、次の式を導く 想気体からのずれが大きくなる Zの値が1より大きくずれているほど, 実在気体は理想気体からかけ離れ ていることになる。 一般に, にするほど,実在気体は理 た ことができる。 Prvr-Prb=RT Prvr=RT+Prb Y P.V. RT =1+ 4 ④ (2) Prur RT Prb = RT ファンデルワールスは,実在気体にも状態方程式が成り立つように補正を 加え, 1mol の実在気体の圧力を P, [Pa〕, 体積を V, [L] としたとき,次の 実在気体の状態方程式が成立することを導いた。 式(2)より,実在気体の分子間力の大きさが非常に小さい場合、実在気体の (P₁+ V³)(V.- L-b)=RT (1) Zの値は1よりも大きくなる。 一方,実在気体の分子自身の体積が十分に小さい場合, ファンデルワール 定数を0とみなすことができる。 その場合, 式 (1) を変形して、次の式を 導くことができる。 なお, 定数a, b (ともに正の値) はファンデルワールス定数といい, αは 気体の分子間力の大きさ, 6は気体分子自身の体積によって決まる。 Prvr +9 ERT Vr P.V. RT Prvr=RT- a Vr -= 1- 5 (3) Prur RT = 1- a WRT 式(3) より 実在気体の分子自身の体積が十分に小さい場合、 実在気体の Zの値は1よりも小さくなる。 b aP RT RT a RT bP ④ RT a V.RT (第1回-4) b V.RT

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