Question

はじさん

どのように解けばいいですか？教えてください

6.     図のように, なめらかに動くピストンにばね定数た [Nm]lのばねを取り付けたシリンダーを組み立
てでた。 シリンダーの断面積を S[m人]とする。シリンダーとピストンは熱を通さないものとする。 この
シリンダー内には 1 [mollの単原子分子の理想気体がた入っており, シリンダー内のヒーターで加鍵で
きる。 気体定数を [mol・K)], 外気圧を Po [N/m*]とする。 最初の状態では, ばねは自然長であり,
図! のシリンダーの左の了腎からピストンまでの距離は [m]であった。ヒーターの体積は無視する。

le

UN シリンダタム                  FR

 

 

 

 

 

 

 

 

較           和
(①) 熱をゆっくり加えると, 内部の気体が膨張してばねが縮む.ばねが縮んだ長さをx [mlは
そのときのシリンダー内部の圧力 / [Palを*の関数として表わせ

Aトシン7のフクあ/か2

 

(② 熟をゆっくり加えて, 気体の体積が 2 倍になるまで膨張させた. この過程で気体がばねにした

仕事 久男を求めよ.

  

(⑬) ②)の過程で気体が外気にした仕事 の 骨を求めよ.
 んトン"7 動<とも 見体(た人村w。 は 燃/
抗8結 WSL、とたるの拓が抗Cてね作了エトビ              )
た結しll。
ゝ= 際しナテたに (JJ
! ②)の過程で気体の内部エネルギーの変化 AOを求めよ.

守放すめ3 ON仙ェナルんギー

 
 
 

④

P       話WW) 。 (もFRSL KG = 研PSLィ7
ね) の

コンる  9 BNに + A+ KC
1

Answer 1

こば

(2)惜しいね。体積2倍ってことは低面積は変わらないから長さが2倍でx=l
だから1/2 kl^2

(3) 気体に対してした仕事だからバネにした仕事は考えなくていい。(ってかバネにした仕事は(2)で求めてる)
だからpoSl

(4) 変化前と変化後の内部エネルギーをそれぞれ求めて差を出します
変化前はバネが自然長なので、p=po
体積はSl
変化後はバネの伸びがlだから(1)よりp=po+kl/S
体積は変化前の2倍だから2lS
以下写真右

(5)は考え方あってる。(2)(3)(4)の答えを足す。(写真左)

はじさん

解説が分かりやすく理解できました。ありがとうございます。