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物理 高校生

(2)〜(4)がよくわかりません。

間 の状態変化 1mol の単原子分 ヵと体積を図 GS は温度 7? 外部へ熱量 の。 を放出 体定数の々のう ち必要なものを えよ。 ー ) 状態Bの温度75 2 q 月 ( 3 子理想気体を容器の中に封入 中閥 峰宛 AつBCつん の順序 の等温変化であり, その際気体は (29こ5 次の量を, 7?, OO お よび ニー 用いて表せ。また, 問いに答 でゆっくり変化さ ) AつB の過程で気体が外部にした仕事 Pas と気体が吸収した熱量 Os ) BC の過程で気体が外部に した仕事 Pc と気体が吸収した熱量 Q。。 (4) CつA の過程で気体が外部にした仕事 ca -柚 の=1LLE74 のとき, 1サイクルの熱効率 を有効数字2桁求めよ。 気体がした仕事を P/ とすると, 熱力学第一法則「ブワニ@+ 玉」と「ニー」 」 Toの=の 嘱」 となる。各過程での の, の, "を表にまとめながら考えるとよい 効率を求めるとき 気体がした仕事」は正の仕事・負の仕事をあわせた正味の仕事を る。 一方,「気体が吸収した熱量」には, (1) 状態4とBとでシャルルの法則を用 、。ァ Mo 9半7 よって 7ぉ=37? (2) Aでの状態方程式より 3 =1x 7 37o7ニZZ? 20m=テx 1x (37ー 70)=3Z75 熱力学第一法則「 」 と より「の=40り+P」 (P: 気体がした仕事) なので 2 2cdwgsgの C は定積変化なたので, 気体が外 にした仕事 Psc=0 でぁる。 に き の内部エネルギーの交化 20seは se 20gc=テX1xR(7ー377) 富BZ 気体が放出した熱量を含めない。 1 「の=4ぴソ+玉」 より @scデニー3如7十0ニー37人7 (注 」 Oscく0 であるから, 実際には所 は熱を放出したことがわかる。 ーの変化 0ca=0 である。 また, 順 より ー%め0十c。 よって 中4=ー% 以上の結果を下の表にまとめる。 6 = 20 +W AB (定圧) | 5が7 | 3A7。| 2R BつC (定積) | 一3 |-3R7| 0 CつA (等温) | -9。 | 0 | -@% 一周 2R7-の| 0 |2RW 問 気体がした正味の仕事 "は "三 政As十 fc二 吸=2R70- 気体が吸収した熱量0。は =5放 [各」 放出した熱量を含めてはいけ [5 52 ここで, Gu=1.1Z7o を代入する 。ニ 2だ7ー1.17o 09_0.8 5 5 (4) CつA は等温変化なので, 内部エネルキ| 文より, 気体が放出した熱量は 0。で4 | (吸収した熱量は 一0。)。「0=40+P」 | Stう さい\うっ丁論 旬 1 Sv MMW N)う vo (2

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物理 高校生

(2)2RT0になるまでがよくわかりません。 教えてください

の状態変化 間本 1mol 原子分子理想気体を容器の中に寺 レ) 圧移還 4 り と体積 了を図の AっBCつA の順序でゆっくり変化さ 3k語 せた。 Cつ人4 は温度 76 の等温変化であり, その際気体は て のを放出した3 次のを 2 も | なgpのうち必要なものを用KC表下請 3 | ぇょ。 人 | Q) 状態Bの温度7 |) AーB の過和で気体が外部にした信和人 |) BC の財各で気体が外部にした仕事 sc と気人2放計 (4) CつA の過程で気体が外部にした仕事 ce 問 0=1.1E7o のとき, 1サイ クルの熱効率 e を有効数字 2 桁で 気体がした仕事を 史"とすると, 熱旋学第一法則「ブソニ0 aa rOニ0 叱"」 となる。各骨程での Q, 0, " を表にま とめなが 効率を求めるとき,「気体がした仕事」は正の仕事・負の仕事をあわ直 る。一方,「気体が吸収した熱量」には, 気体が放出した熱量を店め 医 (1) 状態4とBとでシャルルの法則を用 ほ 「Q=ニ40キリ ぃぇと cニー376直0 よめの 0 前 =37 は熱を放出した (2) Aでの状態方程式より 3 (4) CAは等温変化 3x =1xp7n 。 ルルテイ ーの変化 4CcA=| Bo16三7D。 昌和a① : AつB は定圧変化である。 気体がし : 文より, 気体が放 た仕事は「ゆ=カイル」より - 中a=3がX =6が6 0 や式を用いで Ma王2

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物理 高校生

ウ〜キの問題の解き方を教えてください よろしくお願いします

lmoliの理想気体については. その正方 ぁIN/m2|、 人 im 絶対温度 7IK] の間に, 次の状態方程式が 成 9 立つ。 のアニォア :R は気体定数) この関係をミクロな立場から考え, 定積モル比熱を求 めてみよう。 1 辺と[miの立方体容器に, 単原子分子からなるぁ Imoli の理想気体が入っている。その分子は全部で が個 あるとし, 分子1令の質量を w (kglとする。 各々の分子 は, なめらかな壁と弾性衝突をしながら之動を続ける。また, 分子どうしの衝突人は考え ないことにする。図のように, 容器の豆の各面に垂直に座標軸をとる。 速さ im/sj で運動しているある1 つの分子に閉目し. その加度成分をそれぞれ ぁ。 9 9 とする。 5 いま,ぇ軸に垂下な壁の 1 つを A とすると. 個A との1回の街突で この分子が A に及ぼばす力積の大き さはしデコ ・$]である 3 # 秒間に壁A と しイ_」四 稀突するので. この間に感 A に及ばすカ積の夫和は ば IN-s)である。 したがって。 この分子が壁 A に及ぼす圧はしゴ(Nm ので 次に. 容器の中の が個の分子全体について考える。各分子の連度の *成分の〉 2 乗を平 均した和仁を 2.? で表し. 他の連度成分についても同拉に扱うと、 ゅ“=ッマニッ5. 5 すッと考えられるので./個の分子全体が壁 A に及ぼす圧力は、 で* を合って ぁ= IN/m2| と表せる 5 /:ew ・ 状態方程式とを比較して考えると. 分子】個の運動エネルギーの平均値は。 7を使っで El ーー この気体の内部エネルギーは しカ ] は) と表すことができ. 絶対温度7とともに変化することがわかる。 容器の体積を一定に保って. この気体に熱を加えると、 気体に与えた熱基はすべて内 ーー で 定積そん擬熱はしキ ](J/mel-Kiであること がねわかる。 /

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物理 高校生

至急お願いします。 この問題の4番の解き方を教えてください

しコソルードルPH 凍の (4)) このときの分子の運動エネルギーはポルツマン定数ん と温度を用いで 馬こざ ぅ の ぅメ7 と表きれる。 この結果と(3)で求めた式より, 理想気体の状態方程式を導け。 (5) 容器内に密閉された He ガスの密度が 0.18 (kg/m?) であり, その圧力が 1.1X10! (N/m2)】 であるとき, この He ガスの温度は何 [K〕 か。ただし He の分子 景を4. ボルツマン定数 ん三1.38X10~“ J/K], アボガドロ定数 =6.02X102% 1/mol とする。 (弘前大) 単原子分子からなる理想気体 1 (mol) を状態 圧カ AP 匠状態 BCP。 の), 状態CO, ) 間で図の矢印の経路に沿って変化させる。ここ 戸 で過程 へつB は定圧変化,過程 BつC は定積変化過程 CつA は等温変化である。各過程で外部から気体に加 。 えられる熱量を @, 気体が外部にする仕事を 玉気体 の内部エネルギーの変化を 2 とするとき。 以下の問いに答えよ。ただし = M とし. 状態Aでの温度を 7。 気体定数を とする。 |(() (2) ワー0 の過程はどれか。 (B) 嘱>0 の過程はどれか。 、 (<) Q 叶 の間に成立する関係式を表せ。 。 (2) 状態Bでの温度 7ぉ を A。 を 表 (⑳ (4) 過程AつBにお 、(!) 過程BつC におい (4) 単原子分子からなる の関係が成立する。 変化させる。このと 表せ。

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物理 高校生

教えてください

| 100 5 6 い ea 平面上に周定されたシリ ンダーがある。 下図の 回 Ax5 ノ39記 計肉転滅らかに動くピストンを入れで。 温度 | ー 。。。.- | jp の理想気体 1 mol を閉じ込めた。ビストンの |じ込められた気体柱の長きを7として, 次の問 lo) Cu= 加熱するとき以外は. シリンダー内と外部との然 のとする。 (0⑩ (3) (4) 3と ー内の包 ル比執 Cy を求めよ。 問2 シリンダー内の気体を元の状 (温度 7, 圧力ヵ) に戻し, 今度は | ビストンが滑らかに動くようにしてゆっくりと加熱した。シリンダー 内の気体に熱景 0 を与えたたところで. ビストンは47 だけ移動して静 正じだた。 (3) 加熱中にシリンダー内の気体が外部にした仕事をか S, 47を用 いて表せ。 (④) 加葵前後でのシリンダー内の気体の内部エネ ルギーの変化を @, jp S. 47 を用いて表せ。 (5) 加熱後、シリンダー内の気体の温度は4ア だけ上上昇した。 7 を. 7 47 7を用いて表せ。 (0(各7上奥GNB京 次の文の空所にあてはまる式を答えよ< 右図のような. コックのついた細い管 。 と。 それでつながれた A (容積 〔m9) 、 と(容積2 Ptm)からなる断熱容器が ある。 はじめ. A には絶対温度 7(KJ. | ア〔Pa〕の. B には絶対温度 究【KJ, 2 P(Pa) の単原子分子理想気体がっており. コッ クは閉 いる。このとき,. 容器 A 内の気体がもつ内部エネルギーはLU ニコックを開いたところ, 気体の絶対温 (2) |【PaJとなった。 このことから, コ る前の容器B 内の気体の絶対温度 7,は (3) |〔K〕 であ じられ

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