Question

こんぺいとう

熱力学、全くわかりません。答えは1番です。

問3 図3のように,水平面上に円筒容器を固定する。気密を保ったまま,円筒容器
の内面をなめらかに移動できるピストンで理想気体を閉じ込める。ここで,円筒
容器とピストンは熱を通さないものとする。断熱
ピストンが静止した状態から水平方向右向きの外力をピストンに加え,ゆっく
りとピストンを右に移動させた。この間に,ピストンにはたらく外力がした仕事
を W外力とし,ピストンにはたらく大気圧がした仕事を W 大気 とする。円筒容器
内の理想気体の内部エネルギーの変化⊿U を表す式として正しいものを,後の
①~⑥のうちから一つ選べ。4U =
4
(4)
ピストン
円筒容器
理想気体
外力
水平面
図3
W外力+W 大気
W
「外力
-
W大
大気
W外カーW
⑤ W外力
③
-W 外力+W大気
大気
⑥
W 大気

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

スカラブ

厳密とかじゃなく僕自身の考え方で申し訳ないんですが、熱力学第一法則のＱ=ΔＵ+Ｗがあると思います。Ｑは内部空気に与えられた熱量、ΔＵは内部エネルギーの変化、Ｗは内部空気が外部に「した」仕事です。これと似たようなものが参考書とかにΔＵ=Ｑ+Ｗというのがあるのですが、Ｗが先ほどのとは違い内部空気が外部から「された」仕事になってます。僕は2個目のやつたと外部と内部が混じってメンドーなので1個目の式で覚えてます。（内部主体だから）
今回の場合だとどちらも内部ではなく外部がした仕事なので（外部のした仕事）=−（内部のした仕事）に注意すれば、1個目の式からＱ=ΔＵ−（Ｗ外力+Ｗ大気）、断熱変化なのでＱ=0なので式変形したら①となります。

こんぺいとう

めっちゃ納得しました😭ありがとうございました🙇🏻‍♀️