なぜピストンが自由に移動できるとき気体の圧力は一定なのですか？

基本例題 43 気体の状態方程式 239,240 解説動画 なめらかに動く質量M[kg] のピストンをそなえた底面積 S [m²] の円筒 形の容器に, 1molの理想気体が入っている。 重力加速度の大きさをg [m/s²], 大 気圧を [Pa], 気体定数をR [J/(mol･K)] とする。 (1) 気体の温度が To [K] のとき, 容器の底からピストンまでの高さ はいくらか。 (2) 加熱して気体の温度を To [K] から T [K] にした。 気体の体積の 増加 ⊿Vはいくらか。 指針 ピストンが自由に移動できるから,気体の圧力は一定である。 Po 1mol 底面積 S AYDI 質量 M

3番です なぜ気体の温度を一定に保っているのに熱量は0ではないのですか？

224 熱力学第一法則■ 円筒形の容器の中に, ピスト ンによって気体が封入されている。 G (1) 気体の体積を一定に保って気体にQ [J] の熱量を与えたとき, 気体がした仕事はい くらか。 また,気体の内部エネルギーはどれだけ増加または減少したか。 (2) 気体の圧力を一定に保って気体にQ2 [J] の熱量を与えたら、 気体は膨張した。 この とき,気体は W2 [J] の仕事をした。 気体の内部エネルギーはどれだけ増加したか。 (3) 気体の温度を一定に保って気体にQ3 [J] の熱量を与えたとき,気体の内部エネルギ ーは変化しなかった。 気体がした仕事はいくらか。同'05) (4) 気体に外部との熱のやりとりがないようにして、気体が外部に正の仕事 W [J]をし たとき,気体の内部エネルギーは増加するか, それとも減少するか。 気体

(3)がわかりません。なぜこのような式になるのですか？どなたか教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️

解 110 気体分子の運動 右図のような, 半径rのなめら かな球形容器に,質量 m の分子がN個入っている。 分 子はすべて同じ速さで動いているものとし, 分子どう しの衝突は考えない。 また, 分子は容器の壁と弾性衝突 をするものとする。 (1) 右図のように, 1個の分子が入射角0で壁に衝突す る場合,分子の運動量の変化の大きさを求めよ。 (2) (1) の分子が壁に衝突してから、 次に壁に衝突するま でに進む距離 AB を, r と 0 を用いて表せ。 (3) (1) の分子が単位時間あたりに壁に衝突する回数を求めよ。 (4) (1) の分子が単位時間あたりに壁に及ぼす力積の大きさの総和を求めよ。 (5) N 個の分子が単位時間あたりに壁に及ぼす力積の大きさの総和を求めよ。 (6) 容器の壁が受ける圧力を求めよ。 (7) 気体の体積をVとして (6) の圧力を,V,N, m, v を用いて表せ。 B 0 0 A

写真の問題についてですが、真空内に気体が広がったとき仕事が0とはどういうことですか？逆に容器Bに気体があった場合、容器Aの気体は仕事をしたことになるのですか？ 気体の仕事は問題の中だとピストンを動かしたかどうかで決まるものではないのですか？解説おねがいします。

43 ボイル・シャルルの法則 ③ 図のように,栓Cが付いた細い管でつながれた二つの円筒容器 A,Bがある。左の容 器 A の体積は Vo で, 右の容器Bには, なめらかに動く断面積Sのピストンが取り付け られている。 はじめ, 栓Cは閉じられており、容器Aには温度 T で外部と同じ圧力 Po の気体が入っている。また, 容器Bの内部は真空であり、体積が!となるようにピス トンが固定されている。 ただし, 円筒容器, 栓,ピストンは熱を通さず, 細い管の体積 は無視してよいものとする。 2 < 2005年 本試〉 49 容器 A Vo. To. Po 栓C 容器B Vo 2 真空 ピストン (断面積 S ) Po 問1 ピストンの位置を保ったまま栓Cを開くと、気体が容器 A, B 全体に一様に広が り温度は変化しなかった。 この過程に関する記述として正しいものを、次の①~④ のうちから一つ選べ。□△ ① 気体は外部に対して仕事をせず, 気体の圧力は減少した。 ② 気体は外部に対して仕事をせず, 気体の圧力は変化しない。 ③ 気体は外部に対して仕事をし、 気体の圧力は減少した。 ④ 気体は外部に対して仕事をし、 気体の圧力は変化しない。 JET JANU 解説 問1 容器A内の気体が容器Bに広がるとき, 容器B内は真空なので,気体は仕 事をしない。 また, 円筒容器, 栓, ピストンは熱を通さないので,この変化は断熱変 化である。 気体の内部エネルギーの変化量を4U, 気体が外部へした仕事を Wout, 外 Wout = 0, Qin=0 より, 内部エネルギー 4U =0 となり, 温度が変化しない。開栓後 の圧力をP' とすると, ボイルの法則より, 3 PV=P.Vo よって P'=1/32P 2 2 これより, ① が正しい。 SH SH $

写真の問題についてですが、なぜ、pointに書いてあることが成り立つのかがわかりません。解説おねがいします。

42 ボイル・シャルルの法則 ② J字形をした断面積一定の管があり、管の壁は熱をよく通す。 大気圧 の下で, その 管に液体を注入し,図(a)に示すように,管の上端の一方をふたでふさいだ。 このとき, ふたにより閉じ込められた気体の圧力はか, 温度は To, 鉛直方向の長さはんであった。 この状態を状態Aとする。 ただし、液体の密度を ρ, 重力加速度の大きさをgとする。 また,液体の蒸発は無視できるとし, 大気圧 po, 液体の密度は常に一定である。 < 2014年 本試〉 状態 B Po JUU Toth (b) QUER FRIOOS) lo Po To 状態 A (a) 42 問1 4 問2 ② 問3② 解説 問1 J字管で,左の液面Mと等しい高さの右の液面 をNとする(右図)。 面Mと面Nが受ける圧力は等しくなる から, DIRKAN 2p(lo-h)gA 6 po+p(li-h)g pi=po+phg 問1 さらに液体を注いだところ, 液面が上昇し, 図 (b)のように, 気体部分の長さがい 液面の高さの差がんになった。 温度は To のまま変わらなかった。 この状態を状態B とする。 状態Bの気体の圧力か を表す式として正しいものを、次の①~⑥のうちか ら一つ選べ。 かすに S ① phg 3 p(l-h)g ⑤ potp (Lo-Z)g Point 1つながりの管では、同じ高さの液面どうしの 圧力が等しくなる。 Takrift. 447 ふる 状態 C T1 Eto that th (c) 2 po+phg att HOR 状態 B P₁ To th M Po -Z N

全部わかりません

(答えのみでなく、導出過程まで書くこと。 作図に用いた線は残しておくこと｡) 1 浮力の大きさを考察する。 軽くて変形しない高さ[m]、底面積S[m²]の容器 に空気を詰めて密度p[kg/m3の水に沈めた。 容器の上面が深さん [m]の位置に ある。 大気圧の大きさをpo [Pa] とする。 (1) 水深んでの圧力の大きさを求めよ。 (2)容器の上面にはたらく圧力による力F[N] と、 容器の下面にはたらく圧力に よる力F [N] を求めよ。 (32) より浮力の原因を述べよ。 (4)浮力の大きさをp, S. L. g を用いて求めよ。 ②密度[kg/m3]の金属球Aがあり、この金属球Aの体積はV[m²]である。以下の問に答えよ。 重力加速度の大きさをg [m/s'] 水の密度を ρ ( <p) [kg/m²とする。 (1) 図1のようにAを糸につるしたとき、張力の大きさは何Nか、求めよ。 図2のような水槽の付いたはかりを用意する。 水槽と水の質量は合わせてM[kg] であった。 (2)A全体が浸かり、水槽の底には付かないようにして、糸でつりさげたときの糸の 張力の大きさは何Nか、求めよ。 (3) (2)のとき、はかりの目盛は何kg か、 求めよ。 ヒント 浮力は水が金属球Aに与える力であり、その反作用を考える。 図1 Po 図2

問45の解説お願いしたいです🙇🏻‍♀️

F=pvg 問45 1辺が10cm=0.10m)の立方体の物体が水中に沈んでいるとき, 物体が受 ける浮力の大きさは何N か。 「水の密度を1000kg/m² 重力加速度の大きさ を9.8m/s² とする。 浮力 密体F速度

問45.46の解説をお願いしたいです🙇🏻‍♀️

間の1辺が10cm〕 =0.10m)の立方体の物体が水中に沈んでいるとき, 物体が受 F= evg ける浮力の大きさは何N か。 水の密度を1000kg/m 重力加速度の大きさ を9.8m/s とする。 浮力 密体 for 考 問46 水中では, 深い所ほど水圧が大きい。 水中の物体を深く沈めると, 物体には たらく浮力の大きさはどうなるだろうか。 物体は変形しないものとする。

ア〜オまでわかりません！ 解説お願いします🤲

15浮力と力のつりあい [2015 北里大) 次の文中のア~オに最も適するものをそれぞれの解答群から1つ選べ。 鉄とアルミニウムの球を水中で落下させる。 鉄の密度をp] [kg/m²), アルミニウムの 密度をp2 [kg/m²) 水の密度をP [kg/m²), 重力加速度の大きさをg [m/s*] とする。 ま た,鉛直下向きを正とする。 まず 同じ半径 R [m]の鉄の球とアルミニウムの球を初速度0で同時に落下させた。 球の体積V[m²] を用いると, 鉄の球にはたらく浮力の大きさは ア [N] と表すことが できる。 水の抵抗力の効果が無視できるならば, 初速度0で落下し始めてから[s] たつ と鉄の球の速度はイ [m/s] となり, アルミニウムの球の速度のウ倍となる。 実 際は、水中では物体の運動を妨げる向きに水の抵抗力がはたらく。 球の落下する速さとと もに水の抵抗力は大きくなっていき, やがて、重力、浮力, 抵抗力の合力が0になると, それ以降は球の落下速度は一定となる。 鉄の球とアルミニウムの球の落下速度がそれぞれ 一定となったとき, 鉄の球にはたらく水の抵抗力の大きさはアルミニウムの球にはたらく 水の抵抗力の大きさの エ 倍である。 同様に, 半径R [m], Rg [m) の2つの鉄の球を初速度0で落下させた場合は, 球の落 下速度が一定になった後に, 半径Rの球にはたらく水の抵抗力の大きさは半径 RE の球 にはたらく水の抵抗力の大きさのオ倍である。 ウ P1 V9 Ⓒ (P₁-Pw) Vg の解答群 ① (p1-pw)gt ① 65 ⑤ 9 9 (1) エ 9 (6) オ アの解答群 ① PV (5) の解答群 P2 P1 pw Vgt P1 pw P2-PW pi-pw P2 P1 P₂ (P1-PW) Pi (P2-Pw) の解答群 P2-Pw P1-PW P₂P1-Pw) pi(P2-Pw) の解答群 RB RA 3 RA 3 RB -1 gt 10 (2) ② pwv pw (6) 10 (p₁+Pw) Vg ② (pw-pigt 6 (2 (6) RB RA 10 2 6 10 RBPW RAPi -g P1 Pw pw P1 P2 P₁-PW p2pw P1 P2 pi(P2-Pw) P₂P1-PW) Vgt P1-Pw P2-Pw pipz-Pw) P₂(P1-Pw) (3 8 RB 2 RA 3 p.Vg ⑦ (Pi-Pw)V 3 ⑦ RAPW RB01 3 7 3 ⑦ Pw P₁ agt pw P2-P1 P1 P₂P2-Pw) P₁(P₁-PW) P2-P1 P1 9 gt P₂P₂-PW) P₁(P1-PW) 4 pwVg ⑧ (p1+pw)V RA2 RB2 RB³0₁ RA³PW 4 8 4 8 (4 Pw 8 5 10 - P1 pw P1-P₂ P2 P₁(P1-Pw) PP₂-Pw) P1-P2 P2 P1(P1-PW) P2P2-Pw) 3 agt RB 3 RA RAPI RB³Pw

単原子分子理想気体の内部エネルギーに関する画像中の記述について質問です。空欄に入る語句については、模範解答の語句を近くに添え書きしておきました。 U=(3/2)nRTの式について、 [場合A] n=V・(n/V)=V・(m/(MV))=(Vρ)/Mと式変形して元の式に代... 続きを読む

定数) を用いると 41 U= 3 2nRT (1) (n, R, Tで) キ LUTY CO hot とも表される。内部エネルギーは,気体の物質量と,絶対温度のみで定まり,気体の 圧力や密度とは () である。 無関係