物理の熱効率についてです。 写真の問題の(4)の熱効率を求める時に、公式が e=(Qin-Qout)/Qin=W’/Qin となるのはわかるんですが何がQinで何がQoutで何がW’なのかがよくわからなくて、結果的になぜ赤ででかこってるように公式に代入されるのかがわかり... 続きを読む

例題4 気体の状態変化・熱効率 (Pa) B 2p 単原子分子理想気体" [mol] に対して,図男[] の3つの過程をくり返して状態をゆっくり 変化させた状態Aの気体の温度を T[K],気体定数を R[J/ (mol・K)] とする。 BCは等温変化であり,その際,気体 は外部から1.4nRT [J]の熱量を吸収した。 次の各量をn, R, T を用いて表せ。 (1) 状態 B の温度 TB [K] A C 0 V 2V 体積(m²) (2)A→Bで,気体がされた仕事 WAB [J] と気体が吸収した熱量 QAB [J] (3)CAで,気体がされた仕事 WcA[J] と気体が吸収した熱量 Qca[J] (4) このサイクルを熱機関とみなしたときの熱効率e(有効数字2桁) p.439 指針 ABは定積変化, BCは等温変化, CAは定圧変化である。 (1)ボイル・シャルルの法則 (p.110 (6)式) より TB = 2T[K] (2)ABは定積変化であるから WAB=0J, QAB = 4UAB 3 = nRT [J] 15 2 (3)C→Aは定圧変化であるから,状態Aでの状態方程式 V = nRT を 用いると,気体が外部にした仕事 WcA' [J] は Wca'=p(V-2V)=-pV=-nRT よって,気体がされた仕事は WCA=-WcA'=nRT [J] また,気体が吸収した熱量は, 熱力学第一法則 (p.122 (25) 式)より 5 QCA=4UCA - WCA == 12/23nRT-nRT=-1/2nRT[J] 2 (4)BCは等温変化であるから, 気体が外部にした仕事 WBc'[J] は WBc'=QBc=1.4nRT[J] よって,熱効率の式「e=W' -」 (p.135(47) 式) より Qin e= WAB' + WBc' + WCA' QAB + QBC = 0+1.4nRT- nRT 4 (3/2)nRT +1.4nRT ≒ 0.14 29 類題4単原子分子理想気体に対して、図の4つの 過程をくり返して状態を変化させた。 この (Pa) サイクルを熱機関とみなし カ B

RT0はP0V0と書いても丸になりますか？

24 0 ふる あ 発展例題28 Vグラフと熱効率 単原子分子からなる理想気体1mol をシリンダー内に密 閉し、図のように,圧力と体積VをA→B→C→D→Aの2 順に変化させた。 Aの絶対温度を To, 気体定数をRとする。 (1)この過程で気体がした仕事の和W'はいくらか。 発展問題 328 BC Do A D (2) AB, およびB→Cの過程で,気体が吸収した熱はそ 0 Vo 2V V 0 れぞれいくらか。 (3)この過程を熱機関とみなし, 有効数字を2桁として熱効率を求めよ。 指針 気体が外部と仕事のやりとりをする 過程は,体積に増減が生じたときであり,B→C, D→Aである。 なお,熱効率は,高温熱源から得 た熱に対する仕事の割合である。 Q1 は,定積モル比熱 「Cv=3R/2」 を用いて Q=nCvAT=1×122×(2T-T)=22RT 3 V B→Cは定圧変化である。 気体が吸収した熱量 TA 解説 (1) DAでは, 気体がする仕事 は負になるので, 整理 W'=2po (2Vo-Vo-po (2Vo-Vo)=poVo (2) B, C, D の温度 TB, Tc, TD は,Aとそれ ぞれボイル・シャルルの法則の式を立てると, povo 2po Vo po Vo 2po.2 Vo = To TB To Tc DoVo To Po.2Vo TD TB=2To, Tc=4To, Tp=2To A→Bは定積変化である。 気体が吸収した熱量 Q2は,定圧モル比熱 「Cp=5R/2」 を用いて Q₂=nC₂4T=1׳R×(4T,−2T₁)=5RT, (3)TcTp, T, Ta から, C→D, D→Aで はいずれも熱を放出している。 したがって, W povo Q1 + Q2 (3RT/2)+5RT 熱効率e は, e= Aにおける気体の状態方程式poV=RT から, e= po Vo 13RT/2 DoVo 13po Vo/2 = 2 13 = 0.153 0.15 327 明照

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

(2)のなぜ大気圧の矢印が上向きなのかが分かりません。

(O 184 pot A N. 大気圧 ( 40x98 28x103 = 410 ×/09. 1×10⁰ + 4×104 - 14 × 10ª = /14 x 105 pa b ca (211x/05 - 4x108 6x109 610 × 10 pa 4 HS. ABS King. 大気圧 ...

なぜ体積は減少するのでしょうか？

第13章 気体分子の (a)...(1), (b)...(1) (3) 温度が一定のとき, 内部エネルギーも一定。 温度が一定で、圧力が増加するので, ボイル・シャルルの法則 PADV. =一定」より,気体の体積Vは減少する。 T

(2)のW'B→C = 2.8×10³ Jの途中式を教えてください🙇🏻‍♀️

1480 | 基本例題 59 気体の状態変化と循環過程① 8284 86 右のグラフのように,単原子分子理想気体の圧力」と 体積VをA→B→C→Aの順に変化させた。 状態 A, Bの温度はそれぞれ 200K, 800Kであり, 過程 BC PB は等温変化で, BC間に気体がした仕事は2.8 × 10°J であった。 [x10 Pa] B (800 K) N (1) A→Bの過程で気体が得た熱量はいくらか。 (2) B→Cの過程で気体が得た熱量と内部エネルギー の変化量はそれぞれいくらか。 (3) C→Aの過程で気体がした仕事はいくらか｡ (4) A→B→C→Aの過程で気体がした正味の仕事はいくらか。 (5) これを熱機関として利用したとき, 熱効率を有効数字2桁で求めよ。 0.50 A (200K) 0 20.010 C (800 K) Vc V[m³]

なぜ重りが押す力を断面積でわるのですか？

238 ボイル・シャルルの法則■ 断面積 1.4×10m²の円筒形の容 器に なめらかに動く軽いピストンで気体を封じる。 このとき, 容器の 底からピストンまでの高さは24cm, 気体の温度は300K, 大気圧は 1.0×105Paであった。 重力加速度の大きさを9.8m/s2とする。 このピストンの上に質量10kgのおもりをのせ、内部の気体の温度を 340Kにしたときの、 容器の底からピストンまでの高さん [cm] を求めよ。 ++++++ おもり PR EN 241

なぜ単位を㎡にしなければならないのですか？ ある問題では単位を換算しなくてもいいという問題がありました

基本問題 21 232 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 × 105Pa とする。

(1)で圧力はどうやって求めるのですか??

BBJ 114 気体の法則 ③ 右図のように,滑らかに動くピ ストンで2つの部分 A, B に分けられた容器に理想 気体を封入した。 最初, A, Bとも圧力、体積,温 度は等しく po, Vo, To であった。 (1) A の温度を To に保ったまま 4 新北 A Po Vo To BU Po Vo To の状態を変化さ せ, A の体積をV にする。 このときのBの 3 温度を求めよ。 また, そのときの圧力を求めよ。 (2) Aの温度をTに保ち､Bを加熱しにした｡ このときのAの体積を求めよ。 また. そのときの圧力を求めよ。

この問題のボイルシャルルの問題はなぜ、A+B＝ABみたいにしてるのですか？ 186番の問題ではA＝ABみたいにボイルシャルルで作ってるんです。どなたか教えてください

●センサー 60 単原子分子の理想気体のと 3 5 き, Cy=-R,C,== 2 例題 44 気体の混合 容積 6.0×10-3m²の断熱容器 A の中には 1.5×10 Pa, 300Kの単原子分子の理想気体容積 3.0×103m²の断 熱容器Bの中には4.5 ×10°Pa 270 K の単原子分子の理 想気体が入っている。 コックを開いて両方の気体を混合 し,十分に時間がたった後の圧力p [P.]と絶対温度 T [K] を求めよ。 ●センサー 61 全体の体積が不変 (仕事が 0) 断熱のとき, 内部エネ ルギーは保存される。 122 第Ⅱ部 熱力学 (3) 単原子 UA+UB=U 閉じ込めた気体では,物質 量が保存される。 NA+NB=n 3 AU=nCyAT=nRAT[J] 2 (4)(1)~(3)より,Q=4U+W(熱力学第1法則 ) M=90×8=0.W=0(どこも押し動かしていないので仕事は より, AU=0である。 H PAVA DBVB_D(VA+VB) + RTA RT 207212 3 3 3 3 2 PAVA+PBVB = P(V₁ + V₁) V より. -U==nRT= RT (1.5 ×10) × (6.0×10 - 3 ) 300 (2.5 ×10) × 16.0 × 10-3 +3.0×10-3) T ゆえに,T= 2.8×10 [K] B り Nik RT (4.5 ×10) x (3.0×10-3) + 270 23 A (1.5 × 10%) × (6.0 × 10~) + (4.5 × 105) × ( 3.0×10-3) =p(6.0x10-3+3.0 × 10-3) ゆえに, p= 2.5×10°[Pa] mol)の単 この体の定モル状態 (2) 体脂定で量QU〕を加 (3) 圧力一定量Q0) を加 FF 206 等護変化 気体の温度 縮したこのとき、気体は 気体の混合絶対温 の入りはないものとす EURST 201 V=nRT