Question

こん

なぜ5/2Rになるのですか
3/2Rじゃないのですか

(2)(第1かした仕事ノー
310
■循環過程 1mol の単原子分子の理想気体の圧力 p, p
体積Vを図のような経路に沿って変化させた。 状態 A の 3加
絶対温度は To である。 気体定数をR とする。
B C
(1) 状態 B, C, D の絶対温度をそれぞれ, To を用いて表せ。 Po
A→B, B→C, C→D, D→A の各過程で気体が得た熱
量 QAB, QBC, QCD, QDA をそれぞれ, R, To を用いて表せ。
A
D
0
Vo
2V
(3)1サイクルで気体が外部にした正味の仕事を,R, To を用いて表せ。
(4)このサイクルを熱機関とみなし、熱効率を求めよ。 答えは分数のままでよい。

C... 6To, D... 2丁
(2) A→B, C→Dは定積変化, B→C, D→Aは定圧変化である。
状態 A の絶対温度をTA(=To) とする。
3
CAT において Cv=Rだから,
2
QAB=1.3 R(TB-TA) = R(3To-To)=3RTo
3
QcD=1.
R(TD-Tc) = R(2To-6To)=−6RTo
Q=nCp4TにおいてC=Rだから、
5
2
QBC=1·5 R(TC−TB)=55 R(6To-3T)=15R
-RTo
2
QDA=1·5 R(TA-T₁)=5½| R(To−2To)=-5-RT.
四 QAB3RTO, QBCRT, QCD-6RT, QDA
QDART.
一体の状態方程式から,
3T
QBC
6丁
(3)別解1 気体が外部にし
た正味の仕事 W' は,
Vグラフで囲まれる
部分の面積に等しいから
W'=(3po-po) (2Vo-V
=2poVo=2RT
別解2 サイクルを1
してもとの状態に戻っ
ときの内部エネルギー
変化 4Uは0である
サイクルにおいて
が吸収した熱量の
Q,気体が外部にし
W'と

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

ものぐさ

定圧変化の間に出入りする熱なので定圧モル比熱5/2Rを使います。

気体は大きく体積変化します。体積変化では外部との仕事のやりとりがある関係で、どういう条件で温度変化させるかによって熱の出入りする量がかわります。
つまり前提として気体は液体や固体のように物質毎による比熱という概念がありません。
定圧変化や定積変化といった仕事量が定まる特定の場合にのみ比熱というものを設定しています。