Question

りんご

(5)の問題についての質問です。右側の写真の回答の部分の図のところに、④から⑥までの運動は定圧変化と書いてあるとこほについてで、私はもしこの問題文にゆっくり移動させたなどと書いてあったら定圧変化だとわかるのですが、そう書いてない時でも定圧変化になるとみなせるのですか？

144
熱
pooooood 50 熱力学
滑らかに動くピストンを備えた断面積 S
[m2], 全長 1m] のシリンダーがある。ピスト
ンの質量は @kg], 厚さは 1L [m] である。
リンダーの底にヒーターが取り付けてあり、
定の電流を流すことによりA室の気体を加熱す
ることができる。 ピストンとシリンダーは断熱
材でできている。シリンダーは鉛直に保たれて
いて, A室には単原子分子の理想気体が1mol
入っている。 気体定数を RJ/mol・K〕,大気圧
を Po〔Pa〕,重力加速度をg_0m/s?]
けを用い, 工以下は数値で答えよ。
M(FI)
·S[+]
A 室
ヒーター
L
Level
Point
エ
オ
ピ
と
ジュー
(N2))
カ
LEC
図 1
アビ
とする。ア〜ウには以上の文字だ
であった。 気体の温度はT=ア
ヒーターにも[s]間電流を流したところ、ピストンは1/21L[m] 上
昇した。 ヒーターが発生したジュール熱は Q=イ [J]である。
また、この間に気体がした仕事は ウ [J]である。
最初、シリンダーの底からピストンの下面までの高さは1/2/2L[m]
[K] である。
イ
I
シリンダーの上下を逆転し、気体の温度を
To〔K] にしたところ, 図2のように,ピスト
2
ンの上面はシリンダーの上底から / L[m] の
位置で静止した。 ピストンの質量はM= A&
PoS
〔kg〕 であることがわかる。
3
A室
4Xの状態でヒーターに 1/2 t〔s] 間電流を流
ウ
23
した。 ピストンの上面はシリンダーの上底か
らし オ・L〔m〕の所に静止した。
ピストン
(5) さらに、ヒーター 2/23h [s]間電流を流し
図2
体の温度はT=カ To 〔K] となった。
た。 その途中でピストンはシリンダーの下底に達し、最終的には気
(立教大)
H

ピストンがシリンダーの下底に達したときの温度をT"[K] とすると
状態方程式より
(P.-M) S.CLRT………⑥
Mg 8
Po
=
chance.
S
3
より
8
=
T"
4
9
2
To
. T" = 1 To
4
17
3
この間に加えた熱量を とすると,定圧変化だから
=1
7
3
Q2 は
この後はピストンが動かないから,定積変化となる。 さらに加えた熱量
91 = 1.5R (1½ To-To) = RT.
5
12
=
92 Q
・RTo-
12/29-91=13212RT-12RT=12RT.
5
5
g2=nCvAT より
34
T₁ =
5
√2 RT = 1.32 R (T₁-13 T.)
12
=
29
18
•
To
-R
7
23
4
To
定圧
TH
T"
定積
Ti
-To
5
T'
⑥ 7 = 76
-To
定圧
熱量
91
89.
-L
⑥
r = 43
23
量?
熱量
熱1-3
Q
熱量
92

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

ものぐさ

この参考書がやや雑なのでその辺を省いているって面もありますが、必ず何か書いてあるわけでもないので空気を読むしかないですね。
基本的に熱力学的な準静的過程での変化だと思って良いです。
逆にあきらかな不可逆変化の時には、それとわかるような書かれ方をほぼ確実にしているので心配しなくて大丈夫だと思います。そもそも殆ど出てきませんしね

りんご

そうなのですね！理解しました！回答ありがとうございました！