高校物理の問題です。 （4）の問題で、私は熱力学第一法則を用いて求めようとしましたが答えが合わなくて困っています。 どこが正しくないのか指摘をお願いいたします。

42 1* なめらかに動く質量 M 〔kg〕のピストン を備えた断面積S 〔m〕の容器がある。こ れらは断熱材で作られていて,ヒーターに 電流を流すことにより, 容器内の気体を加 熱することができる。 ヒーターの体積,熱 容量は小さく,無視できる。 容器は鉛直に 保たれていて,内部には単原子分子の理想 気体がn [mol] 入っている。 気体定数をR [J/mol・K〕, 大気圧を Po〔N/m²〕, 重力加 速度をg 〔m/s2〕とする。 ピストン HP 図1 図2 (1) 最初, ヒーターに電流を流さない状態では,図1のように, ピスト ンの下面は容器の底から距離 [m] の位置にあった。 このときの気体 の温度はどれだけか。 (2)次に,ヒーターで加熱したら,ピストンは最初の位置より 12/27 上昇 した。 気体の温度は(1)の何倍になっているか。 また, ヒーターで発生 したジュール熱はどれだけか。 (1)の状態で,容器の上下を反対にして鉛直にし、気体の温度を(1)の 温度と同じに保ったら、 図2のように, ピストンの上面は容器の底か 41の位置で静止した。ピストンの質量 M を他の量で表せ。 (4)この状態で,ヒーターにより, (2) におけるジュール熱の1だけの 熱を加えたら、ピストンの上面は容器の底からどれだけの距離のとこ ろで静止するか。 0168-A (名城大)

青い線の移り変わりが出来ないのですがどなたか解説お願いします🙇‍♂️

チェック問題3 水圧と浮力 標準6分 右図のように, 底面積 Sで高さんの箱 h が、密度Pの水中にその下側 1/3 の高さだ け水に入った状態で浮かんでいる。 S h 箱 P* 3 (1)この箱の質量mをP*, h, Sで表せ。 (2) ここで,この箱の下に質量M, 体積 V のおもりを軽い細いひもでつり下げると き箱がさらに沈む距離 x を M, V, P*, S で表せ。 ただし, 箱はすべて沈んでしまわないものとする。 水・ 解説 (1) 箱に着目して力を書き込む。 図 aでアルキメデスの原理より, 箱は水を体 h it-JJP 11-Sg 積 Sだけ押しのけているので, 浮力の大 h 13 きさは、PgSxgとなる。 重力と浮力の 力のつり合いの式より, mg h mg=PxgSg… ①m=/1/23 PhS... 1 a (2) 箱とおもり全体に着目して力を書き込む。 図 bでアルキメデスの原理より、箱とおも * P * ( 1/1 + x) Sg りを合わせて体積 +x S + Vだけ水を (1/3 x)s- mg +x 3 Px ( 1 +x) S+V}g となる。 押しのけているので, 浮力の合計は, h 浮力 PV Mg 箱とおもり全体に着目した力のつり合いの 図 b 全体に着目しているので, 糸の張力は考えなくてよい 式より, h mg+Mg=P* +x)S+V\g よって, x= M V PSS (①式を代入した)・・・・・・簪 50 物理基礎の力学

(2)のよって、の後の計算がなかなか合わないです。 途中式込で教えて頂きたいです🙇🏻‍♀️

が,密度P の水中にその下側 1/3 の高さだ け水に入った状態で浮かんでいる。 チェック問題 3 水圧と浮力 x 右図のように、底面積Sで高さんの箱 h 標準 S h 箱 . 6 分 体 (X) この箱の質量m をP*, h, Sで表せ。 (2) ここで,この箱の下に質量 M, 体積V のおもりを軽い細いひもでつり下げると き箱がさらに沈む距離 x を M, V, P水, S P* 3 で表せ。ただし,箱はすべて沈んでしまわないものとする。 解説 (1)に着目して力を書き込む。 図 aでアルキメデスの原理より、箱は水を体 積Sだけ押しのけているので、浮力の大 Sh h きさは、PgSxgとなる。重力と浮力の 力のつり合いの式より, h mg=PxSg... m=phs h JP⭑Sg 3 mg 図 a (2) 箱とおもり全体に着目して力を書き込む。 図bでアルキメデスの原理より,箱とおも 浮力 P* ( 1½/1 + x) S g 3 -xsg りを合わせて体積 ( 2 + x S + Vだけ水を xs+ 押しのけているので、浮力の合計は, h mg P水 Px{(½ +x) S + V}g となる。 浮力 PVg 箱とおもり全体に着目した力のつり合い Mg の式より, mg + Mg = P x { (1/1 + x) S + V }g 3 M V 図 b h 全体に着目しているので, よって,x= P⭑S S (①式を代入した)……・・・答 糸の張力は考えなくてよい

物理の水圧と浮力の問題です。 下の問題の（1）についてですが、 なぜ質量mを　体積を底面積S×高さh＝Shとしてから 　　　　　　　質量を密度ρ水×体積Sh＝ρ水Sh と求めてはいけないのでしょうか。 なぜ力のつり合いの式を たてなければいけないのかが分かりません。 分かる... 続きを読む

標準 6分 チェック問題 3 水圧と浮力 右図のように,底面積Sで高さんの箱 S h が、密度の水中にその下側 の高さだ 3 h 箱 け水に入った状態で浮かんでいる。 (1)この箱の質量mをP*, h, Sで表せ。 (2) ここで,この箱の下に質量 M. 体積V のおもりを軽い細いひもでつり下げると き箱がさらに沈む距離 x を M, V, P*, S P* で表せ。 ただし, 箱はすべて沈んでしまわないものとする。 浮力 3 #p* 1/1 Sg h 解説 (1) 箱に着目して力を書き込む。 図 aでアルキメデスの原理より, 箱は水を体 h h 積 75Sだけ押しのけているので,浮力の大 h きさは,PgSxgとなる。重力と浮力の 力のつり合いの式より、 Sg.... mg=PgSg... ①m= 3P+hS mg 図 a 3

水がないと、Aの位置にガラス玉が見えますが、水がある状態でも、人は光が直進していると捉えるため、同じ位置に見えませんか？

? □のように,水面に対して斜めになるようにカメラを固定し て,水底に置いたガラス玉を撮影した。 図2は,そのカメラで 撮影した写真を模式的に示したものである。 次の問いに答えな さい。 ただし, 水底のガラス玉から反射した光は、 図1のように, 水と空気の境界面で折れ曲がって進み, カメラに入るものとす る。〈茨城県改〉 (1) 知識・理解 図1の角あの名称を書け。 ] (2)?思考 カメラをそのまま固定して,水がないときに撮 影すると, ガラス玉のうつる位置は水があるときに比べて どの方向にずれるか。 正しいものを図2のア~エから選べ。 図 1 カメラ 空気 水 ・入射角 ガラス玉 水底 図2 ア ↑ [ ] カメラの位置

（2）で、線が引いてある所でどうしてS（面積）をかけなければいけないのでしょうか？

64 水圧による力 図のような円筒の下面に,円筒の底面 と同じ断面積 S[m²] の軽い板をあて、板の上に質量 m[kg] のおもりをのせ, 円筒を水中で板が外れない十分な深さH [m〕まで沈めて静止させた。 水の密度はp [kg/m²] 重力加 速度の大きさをg [m/s'〕 とする。 ただし, 大気圧をp 〔Pa〕 とし, 円筒の深さによらず大気圧は一定とする。 (1) 円筒の底面にはたらく圧力はいくらか。を元気 (2) 円筒を水中で上げていくと, 板が外れた。 このときの水深はいくらか。 H

(1)の問題は、なぜ135.33-134.5をしたものが蒸気の質量になるのですか？ わからないので教えて頂けると幸いです。

【10】 ある揮発性の液体の分子量を求めるために、次の実験操作① ~ ③ を行った。 (222) アルミ箔 穴 ① 内容積 300mLの丸底フラスコに小さい穴を開けたアルミ箔をかぶせて質量を 測定すると、 134.50g であった。 ② このフラスコに液体の試料を入れ、アルミ箔でふたをした。 これを図のよう に, 77℃の湯につけ, 液体を完全に蒸発させた。 ③ フラスコを湯から取り出し, 室温20℃まで手早く冷やして、フラスコ内の蒸 気を凝縮させた。 フラスコのまわりの水をふき取り, アルミ箔とフラスコの質量を測定する と, 135.33g であった。 大気圧を 1.0×10°Pa, 液体の蒸気圧は無視できるものとして,次の各問いに答えよ。 (1) 操作② (図の状態)で, フラスコ内にある蒸気の質量は何gか。 湯

教えてください！！！ほんとに！！！

305 気柱の振動 長さが0.60mの閉管内の気柱があ る振動数の音で共鳴した。 このとき,管の底以外に定在波 の節が1か所あった。 音の速さを3.4×102m/s とし,開口 端補正は無視する。 閉管内にできる定在波のようすを図示せよ。 ⑩気柱内の音波の波長は何m² 気柱内の音波の振動数fは何Hz か。 例題 5 0.60 m

付箋の貼ってある式の丸の打ってある「S」はどこからきたのでしょうか？わからないので教えて頂けると幸いです。

114 第2編■熱と気体 239,240 解説動画 基本例題 43 気体の状態方程式 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/s〕, 大 気圧をpo [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。 解答 (1) 気体の圧力を [Pa] とすると 力 のつりあいより ps-pos-Mg=0 pS = pos+Mg 「DV=nRT」 より p(Slo)=RTo ①式を代入して (pos+Mg)lo=RT。 RT｡ poS+Mg よって Z= [m〕 (2) 加熱の前後で 「pV=nRT」 を立てて 前: p(St) = RT 後: p (Slo+⊿V)=RT ③② 式より p4V=R(T-To) AV= R(T-To) T RST-T) AS Pos 基本問題 232 気体の圧力 断面積 1.0cm²の円筒形の注射器 に空気を入れ,先端部をふさぐ。ピストンを20Nの力で 押すと内部の圧力は何Paになるか。 ただし大気圧を 1.0 × 105 Pa とする。 Mg To Po 1mol 底面積 S PS 質量 M Posh Mg T RS(T-To) [m³] pS+Mg [参考] 圧力が一定のとき、 体積の変化量 AV と温度の変化量4Tの間には, 「AV=nRAT」の関係がある。 この関 係を用いて解いてもよい。 233 ボイルの法則 圧力 2.0×10 Pa, 温度 27℃, 体積 3.0×10m²の気体がある 温度を一定に保って圧力を1.0×105Paにすると,体積Vは何m²になるか

なぜ、断面積を掛けなければいけないんですか？ 大気が押す力って、大気圧のままではいけないんですか？💦

基本例題 68 ボイル・シャルルの法則 図のように, なめらかに動くピストンのついた 断面積 2.5×10-3 m² の円筒形の容器に気体を入 れ、大気中で水平に置いた。 はじめ,気体の温度 は27℃で、ピストンは容器の底から0.30mの 位置で静止していた。 この気体を温めて 147℃にし、ピストンに垂直に 50 Nの力 (左向き) を加えたところ, ピストンは容器の底から[[m〕 の位置で静止した。 この を求めよ。 大気圧を1.0×105Pa とする。 解答 加熱前の気体の圧力が [Pa] は大気圧に等しく,前 p=1.0×10 Pa。 加熱後の気体の圧力をか’ [Pa〕 とす ると, ピストンにはたらく力のつりあいから, p′×(2.5×10-)-(1.0×10%)×(2.5×10-)-50=0 $9 01X0. ボイル・シャルルの法則から, (1.0×105) × (2.5×10-3×0.30) 273 +27 断面積 2.5×10-3m² HE (1.2×105) × (2.5×10-3xl) 273 +147 | 0.30 m 50 よって, '=1.0×105 + 2.5×10-3 = 1.2×105 Pa後 よって, l= 0.35m [m〕 (273+27) K 「大気が押す力 〔Pa〕 #F -0.30m- (273+147) K 大気が押す力 pV_ p'V' p'(Pa) 50 50 N = T T' 秋めよ。 〔m〕 50 N 185 気体が押す力 気体が 押す力