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物理 高校生

(3)の問題で浮力の向きが図のようになる理由を教えてください!

物理2次特編3回目 時間:20~30分 1) Po 図のような熱気球がある。風船部分の体積をV, 全体の 質量を Mとする(風船内の空気の質量は含まない)。風船内 の温度は大気の温度とは無関係に自由に制御できる一方, 風船部分には空気の出入りロがあり,風船内の圧力は常に 大気と同じ値に維持される。風船内部の空気を加熱すると, 大気と比べて密度が低くなるため,熱気球は遅力を得る。 地表付近の大気は, 絶対温度To, 圧力 P。であった。気体 定数をR, 空気のモル質量(1mol 当たりの質量)をm, 重 カ加速度の大きさをgとする。以下では, 風船部分の体積Vは一定であり,風船部分以 外からの浮力はないものとする。また, 気球の高さは十分小さく,風船内の空気の圧力は 一様であるとみなしてよい。空気は理想気体として取り扱うことができるものとして,次 の問いに答えよ。 V M M To, Po ア 2 n 初め,風船内の空気は大気と同じ温度であり, 熱気球は浮上しておらず, 地面に接して いた。 Po= (1) 風船内の空気の質量を To,Po, m, R, Vを用いて表せ。 (2) 地表付近の大気の密度 PoをTo, Po, m, Rを用いて表せ。 (3) 風船内の空気の温度をゆっくりと上げていくと, ある温度で熱気球が地面から離れ た。このときの風船内の空気の密度 p」を Po, V, Mを用いて表せ。また,このとき の風船内の空気の温度T,を Po, P1, T,を用いて表せ。 (4) 風船内の空気の温度をどれほど上げることができたとしても,熱気球の質量が大き すぎれば浮上しない。すなわち, 熱気球が浮上することができるとき, その質量 Mは ある値 M。より小さくならなくてはならない。M。を Po, V, gのうち必要なものを用 いて表せ。 (5) To=300 K, Po=1000 hPa, V=2000 m° のとき, M,を計算せよ。 必要なら g=9.8 m/s?, m=29 g/mol, R=8.3 J/(mol-K) を用いよ。有効数字1桁まで求め, 解答には単位も付すこと。 c3) Pit 次に,浮上し始める温度T, が一T。となるように熱気球の質量Mを調整した。 (6) このときの熱気球の質量 MをTo, Po, m, R, Vのうち必要なものを用いて表せ。 その後,風船内の空気の温度をT,よりわずかに上げ, 熱気球が浮上した後すぐに空気 の温度をT,に戻した。すると, 熱気球は地表から h(>0)の高さまで上昇し, 静止した。 大気の圧力と温度は高所では減少することが知られている。地表付近では, 地表からの高 さxの関数として大気の圧力 P(x) と温度T(x) を以下のように定数αおよびβを用いて 近似的に表すことができる。 P(x) =P1- T。 号) T(x) =To-Bx 上式が常に成りたつものとして次の問いに答えよ。 (7) 高さ*での大気の密度をT。 Po m Ra のるキ ン の ロ」

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物理 高校生

量子力学モデル(quantum mechanical model) とは何か簡単に概要だけでも教えてもらえませんか? 高校何年生でやるのかだけでも構わないので教えてください🙇‍♂️

The Bohring World of Niels Bohr In 1913WBohr proposed that electrons are arranged in concentric circular paths or orbits around the nucleus. Bohr answered in a novel way why electrons which are attracted to protons, never crash into the nucleus. He proposed that electrons in a particular path have a fixed energy. Thus they do not lose energy and crash into the nucleus. 7カje energy /eve/ of g/) e/ecro7 5 太e 7eg/O7 g7Ounの のe 70C7eus Were た5がeルfo pe. These energy levels are like rungs on a ladder, lower levels have less energy and work. The opposite is also true if an electron loses energy it falls to a lower level. Also an electron can only be found rungs of a ladder. The amount of energy gained or lost by every electron is not always the same. Unlike the rungs of a ladder, the energy levels are not evenly spaced. 4 gug/fg77 O7 ene79y 75 妨e 977Ou7た Oげ ener9y ee0eg ro 77oVe 7 e/ecfron廊O77 745 prese7t _ene/rgy 7eve/ 7O je exf jgカer oe or to make a quantum leap- The Quantum Mechanical Model Like the Bohr model, the ggg74777 776c7g77Co/ 777Oe/ leads to gugn67ze9 energy levels for an electron. However the Quantum Mechanical model does not define the exact path an electron takes around the nucleus. It is concerned with the likelihood of finding an electron in a certain position. This probability can be portrayed as a (oto sale) o @ ら oプ @ Figure 3A Classical Alomic Schematic of Carbon 党 Figure 3B New Atomic Schematic of Carbon 1 nucleus while Gtrostatc equivalents keep Envelopes separale Figure 3C New Atomic Schematic of Oxygen (Electron Envelope above page not shown) blurry cloud of negative charge (electron cloud). The cloud is most dense where the electron is likely to 人M be. ーーーーーー" 午

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