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物理 高校生

(1)のグラフなのですが、ab間の変化度合いの方がcd間の変化度合いより大きい理由を教えて欲しいです。

A→B よって Eント 69 (気体の状態変化と熱効率〉 Q 「DV=ー定」はアソンの法則といい, 理想気体の状態方程式 「V=nRT」 よりpを消去すると, nRT - =ー定 と表せるがnとRが定数であることから, ポアソンの法則は「TV7-!=ー定」 とも表せる。 (2) 状態。 Pa V (1) a→b, c-dは かV'=一定, b→c, d→aは V=一定 であるので図a a のようになる。 A→B (2)断熱変化では熱を吸収, 放出しないので, 熱を吸収, 放出するのは定積変化 であるb→c, d→aとなる。 b→cについて, 定積変化なので, 気体は仕事をしない。気体が吸収した熱 量をQbc とおくと, 熱力学第一法則より Qbc=Cv(Tc-T.)+0※A← Te< To より Qbc <0 となるので放熱しており, その熱量は Cv(T,-T.) d→aについて, b→cのときと同様に, 気体が吸収した熱量をQaa とおく と,熱力学第一法則より Qan= Cv(Ta-T.)+0 T> Ta より Qan>0 となるので吸熱しており, その熱量は Cv(T.-Ta) (3)気体が仕事をしたのはa→bとc→d。 断熱変化なので, 気体がした仕事 をそれぞれ Wab, Wed とおくと熱力学第一法則 「Q=4U+WLた」 より a→b:0=Cv(T,-T.)+Wab c→d:0=Cv(Ta-T)+Wed よって W=Wab+ Wed=Cv(T.-T,+Tc-Ta) (4)「カV=一定」, 理想気体の状態方程式 「かV=nRT」より ルルの P, d B→C. 圧変化 0 B→C V。 V。 Vェ 2T 図a 合※A 単原子分子理想気体 の内部エネルギーの変化』 ゆえに は また,定 AU=nCy4T WLた よって したがっ nRT -V=一定 (4) C→Dほ D→Aは よって TV'-1=一定 V ゆえにa→b, c→dの断熱変化について a→b:T.V27-=T,V,"-! c→d:T.Vi7-1= T』V2"-1 Wした 令※B 気体が吸収した製 Qin, 放出した熱量 Qa, 気 がした仕事 Wの間には W=Qm-Qout が成りたち,熱効率eは よって レ V\ア-1 したがって, ①, ②式より (-)- Ta_Ta To T。 (5) A→B(定 D(定積変1 張)は熱量 (5)熱効率eは, 吸収した熱量に対する仕事の比なので, (2), (3)より Ta- To+ To-Ta_1- W e= Qa W To- T。※B← Ta-Ta e=- Qm を放出して Ta- Ta ここで0, 2式より と書けるので eミ 1Qcl Tュ-Teー) e=1- Qaa (T-T)V7-1=(Ta-Ta)V2"-! よって T-T。 =1-テ-T。 Ta- V-1 3 2 ゆえに e=1- としてもよい。 74 物理重要問題集 ()

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物理 高校生

この問題のⅡの(2)を教えていただけませんか? この問題の説明文にはガウスの法則、設問ⅠにはAだけがある場合のAと無限遠とのコンデンサーの電気容量を求める問題がついています。 Aに設置した時とBに接地した時で何がそんなに変わるのかわかりません。解説にはコンデンサーが並列... 続きを読む

I 次に,内半径 6(>a), 外半径 6+8 の薄い中空導体球Bの中に, 半径aの 導体球Aをその中心OがBの中心と一致するように配置する。以下の設問にお いても電荷分布の点Oに関する球対称性は保たれているものとする。 (1) 図2-2のように, Aに正の電荷Qを与え, Bを十分遠方で接地(アース)す る。このとき,AB間の電位差 VAB を求めよ。 また, この系をコンデンサーと 考えたときの電気容量 C, を求めよ。 (2)次に,図2-3のように, Aに被覆された導線をつなぎ, Bにあけた小穴を 通してBの外側の十分遠方まで導線を伸ばして Aを接地し, Bに正の電荷Q を与える。この系のコンデンサーとしての電気容量 C2 および AB間の電位差 VAB を求めよ。このとき, 導線は十分に細いので, 小穴部分の導線表面に分布 する電荷は無視でき, また被覆物の影響も無視できるとしてよい。 B B A a b 0 b+8 の 。 0 図2-3 図2-2

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