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定圧モル比熱を使っている式です
→Q=Cp(T3-T0)
=5/2R(T3-T0)
Q=U+Wの式と同じですよ
=3/2RΔT+pΔV
= 3/2R(T3-T0)+R(T3-T0)
= 5/2R(T3-T0)
物理
高校生
解決済み
への問題です
なぜQ=U+WのWを考慮せずに立式しているのでしょうか？
定圧変化であるためW=0ではないはずなのになぜかWがありません、、、どなたか教えてください
音源1
19
ntsto
発する音源と音源2が置かれ
音源は静止しており、音源2
音源2の間にいる軸
されており,ヒーターの体積と熱容量は無視できる。 また、シリンダー内の熱が
ヒーターを通して外部に漏れることはない。 気体定数をRとする。
ヒーター
風はなく,
A B
冷却器
音源2
L
図2
2025年度
前期日程
物理
図1
(イ)観測者が観測した音源2からの音の振動数を求めよ。
(ロ) 観測者は動き続けたまま、音源2は点Aに到達すると停止し, 十分に時間が
経過した。 その後観測者が点Aに到達するまでの間に観測する単位時間あたり
のうなりの回数を求めよ。 なお、観測者と点Aの距離は十分に長く、観測中に
観測者が点Aに到達することはないものとする。
(B) 図2のように, 断面積 S, 全長Lのシリンダーの片側の壁にヒーターが取り
付けられており,他方の壁の中央には冷却器が壁と隙間を開けることなく取り付
けられ、壁となめらかに接続されている。 そして, シリンダーの中には両端の壁
の間をなめらかに動く質量M厚さ / Lのピストンがシリンダーと隙間を開け
ることなく取り付けられており、シリンダー内部はピストンによって2つの空間
に分かれている。 2つの空間それぞれに物質量1molの単原子分子の理想気体を
密封し,ピストンのA側をヒーターのある壁からLの位置で静止させたとこ
ろ、2つの空間の気体の圧力と温度は同一であった。 このときの温度を T とす
る。ヒーターに電流を流したところ、ピストンはゆっくりとなめらかに動き出し
た。ピストンB側の空間の気体は冷却器によって温度が T, に保たれている。 そ
して、ヒーターによる加熱をやめたところピストンは停止し, ヒーターのある壁
からピストンのA側までの距離は3Lであった。ピストンとシリンダーは断熱
2
(ヒーターに電流を流す前と, 加熱をやめてピストンが停止した後で、ピスト
ンのA側の空間の気体の内部エネルギーの増加を求めよ。
() ヒーターから気体に与えられた熱量をQとしたとき,ピストンが動き始め
てから止まるまでに冷却器が気体から奪った熱量を求めよ。
大
次に、冷却器を外してストッパーを設置し, シリンダーからピストンが抜けな
ぃようにした。 そしてゆっくりとシリンダーの向きを変え、図3のようにシリン
2
ダーの中心軸を鉛直線と平行にする。ピストンはゆっくりとなめらかに動き、ビ
ストンのA側はシリンダーの上底からLの位置で静止した。このときのビス
トンのA側の気体の温度はTであった。 この状態を状態Iとする。
To
025年度
前期日程
物理
上底
線1
鉛直線
AB
工業大
芝浦工業大
L
(1) 特にこ
(2) 解答
にわたっ
(3)構造
構造式
値が指定
下底大気
図3
RAN
ストッパー
(4) 化学式
R を含
当たり
(5)
解答欄
(ホ) 重力加速度の大きさをg, 大気圧をP。 とし,ピストンの質量 M を求めよ。
(6)原子量
ります。
Athe
状態Ⅰからヒーターに電流を流すと, ピストンはゆっくりとなめらかに動き出
した。 そして、ヒーターによる加熱をやめたところピストンは停止した。 この状
態を状態ⅡI とする。 状態Ⅰから状態ⅡIまでの間にヒーターが気体に与えた熱量は
5
-RT であった。
12
(へ)状態ⅡIにおいてピストンのA側の上底からの距離はLの何倍になるか, 整
数または既約分数で答えよ。
状態Ⅱにおいて再びヒーターに電流を流し、状態Ⅱからヒーターが気体に与え
た熱量がRT になったときに加熱をやめた。この状態を状態Ⅲとする。
(ト) 状態ⅢにおいてピストンのA側の最終的な気体の温度は To の何倍になるか、
整数または既約分数で答えよ。
原子量
元素
原子量
Ar
40.0
気体定数
理想気体の
アボガドロ定
水のイオン
ファラデー定
絶対零度
対数値
平方根値
物理
Aは
吸収した
5
より、確
イネルギーの変化は⊿UA に
空間
ルの
だけ吸
状態Ⅰ
状態方程式
P3: SL=RT. P= 3RT
気体の圧力をP。とすると、理想気体の状態方程式より
3
MAPEZIU (A)
18+
ピストンにはたらく力のつり合いより
POS=P3S+Mg
1
M= (P.-P.)S=(P.S-3RT)
To
2L
b-)-V
g
量に関して
状態ⅡIにおけるピストンのA側の上底からの距離をkLとする。 気
体は定圧変化をするので、状態ⅡIにおける気体の温度を T3 として,吸熱
なぜWかない?
5
12
5
2
RT.= R(Ts-T.) Ts=To+To= To
.
66
76
7
(日)
状態Ⅱにおける理想気体の状態方程式より
のた
RT3 7
P3・kSL=RT3
∴. k=
P3SL 9
(ト) まず,状態Ⅱから状態Ⅲになるまでの間にピストンがストッパーに触
れたと仮定する。 ピストンがストッパーに触れた瞬間の気体の温度を T4
とすると, シャルルの法則より
ARTOR - Plo
7/2
た
DPA
回答
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勘違いしてました
ありがとうございます