(4)で黄色のラインのところで、3/2や5/2が出てくる理由と立式の仕方が分かりません。解説お願いします🙏

和田145 熱機関②ある熱機関を用いて, 1.0molの単 [Pa 3847 4849 原子分子理想気体の圧力と体積を右図のように, A→B→C→D→Aの順に変化させた。 状態 A 3p 〔P〕, Vo [m], To [K] であった。 (1) 以下の各区間について, 気体が熱を吸収した C B 1 区間はどれか。 また, 熱を放出した区間はど #d> Po れか。 A(T[K]) D 8. ア A B V[m³] (イ) B→C (ウ) CD 0 4V Vo (H) DA (2) 状態 A, B, C. D を内部エネルギーが高い 順に並べよ。 (A→B→C→D→A間)に気体がした正味の仕事を求めよ。 1サイクル (3) (4) この熱機関の熱効率を求めよ。

断熱材なのにQはあるのですか？

B 図2のように、水平面上に断熱シリンダーがあり,一定の物質量の単原子分子 理想気体が断熱ピストンで封入されている。 シリンダーは断面積が一定で, シリ ンダー内には体積の無視できる温度調節器がある。また,ピストンはなめらかに 動くことができる。 はじめ、 気体の圧力は po, 体積は Vo. 絶対温度は To であった。 シリンダー 内では,気体分子はシリンダーの壁面やピストンと弾性衝突し、 気体分子どうし の衝突は無視できるものとする。 シリンダー 単原子分子理想気体 温度調節器 Po Vo To ピストン 水平面 図 2 定圧 問3 シリンダー内の気体に熱を与えたところ、ピストンがゆっくりと図2の右向 きに移動して静止した。 この間の気体に関する記述として最も適当なものを. 次の①~⑤のうちから一つ選べ。 3 ①気体の温度は変化しない。 ②気体の温度は上昇する。 仕事した。 0= ③ 気体の内部エネルギーは減少する。 ④気体が吸収した熱量と同じ量の仕事を気体は外部にする。 ⑤ 気体が吸収した熱量よりも大きい量の仕事を気体は外部にする。 定圧 +

気体が外部からされる仕事と気体がする仕事がイマイチわからなくて、この問題も16pV（0は省いてます） と答えてしまいました。どのように判断すればよいですか？💦

必 68. 気体の状態変化と熱効率 3分 次の文章中の空欄 ア イ 0 B に入れる式と数値の組合せとして最も適当なものを、後の①~⑧ のう ちから1つ選べ。 3po ので、 なめらかに動くピストンのついたシリンダーに,気体を閉じこめた熱 機関がある。図は,この熱機関の1サイクルA→B→C→Aにおける, 気体の圧力と体積Vの変化のようすを表す。 A→B, B→C, C→Aの 各過程における気体の内部エネルギーの変化と気体がする仕事は表の通 りである。この表を利用して,過程 A→Bにおいて気 体が吸収する熱量を計算するとアとなる。 また, 過程 B→C と過程C→Aにおいて,気体は熱を放出す ることがわかる。 これらのことをもとにし,この熱機 関の熱効率を計算するとイ となる。 C Po A 0 Vo 3VV 気体の内部 エネルギーの変化 気体がする 仕事 A→B 20poVo 4povo B→C -15poVo C→A -5poVo -2poVo ① ② [③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ア 16pVo 16pVo 16po Vo 16poVo 24poVo 24poVo 24poVo 24poVo 1 1 1 1 イ 4 8 6 12 8 4 12 6 [2023 追試〕

「ピストンに対して」とありますが、ピストンとは押している状態のことを言い、これはその逆、引いたことを示しているであってますか？

"ストンのついた容器内に気体が入っている。 気体を加熱し、 × 102J の熱量を与えたところ, 気体は膨張してピストンに対し か。 力学第一法則の式 「4U=Q+W」 より, 内部エネルギーの変化 1.6×102J の仕事をした。 気体の内部エネルギーの変化は何 2.4×10'J 気体に熱量を与 Qは正. 気体が膨 では負となる。

どうしてC→Bの変化は定圧なのに定圧モル比熱の5/2nRtではなく3/2nRtを使っているのですか

とき, B:3poVo=nRTB C: 3px3V=nRTc 立つか PoVo 3poVo .. TA = TB= nR nR Tc= 9poVo nR である。 問1 1 正解 ① 2 正解 ⑤ する A→Bの変化で気体の内部エネルギーの変化分△UABは、 3 AU AB = nR(TB-TA)=3pV 2 である。 定積変化であるから気体が外へした仕事 WABは、 WAB = 0 AB=0 である。 熱力学第1法則により,気体が吸収した熱QABは、 となる。 QAB=AUAB=3po Vo B→Cの変化で気体の内部エネルギーの変化分AUBcは, 2 cy となる。 W 積に等しい。 は、 曲したも BE 圧 3po p ギ AUBC = 33 nR(Tc-TB) = 9pV 問3 である。定圧変化であるから,気体が外へした仕事 Wac C→AQ BC は. A WBc = 3po (3Vo - Vo) = 6po Vo これは,図44-1の影部の面積に等しい。 熱力学第1法則 により,気体が吸収した熱 QBc は, である QcAは, QBC = AUBC + WBc=15po Vo E となる。 QcA <O 圧力 熱サイ 24-2,4 it Q.

(１)の内部エネルギーの増加についてです。なぜ右の写真の公式は使えないんですか？😭

126定積変化,定圧変化■ 圧力 po [Pa], 温度 To [K] でn [mol]の理想気体があ る。この気体の定積モル比熱を Cv [J/ (mol・K)], 気体定数を R [J/(mol・K)] とする。 (1)この気体の体積を一定に保って, 温度を To [K] から T [K] まで上げたとき, 内部エ ネルギーの増加⊿Uは何か。 また,このときの圧力は何Paになったか。 (2) 初めの状態(po [Pa], To [K]) から, 圧力を一定に保って, 温度を To [K] からT[K] まで上げた。 このとき, 気体が外部にした仕事 W' は何Jか。 (3)(2)の状態変化に要した熱量Qは何Jか。 (4) 定圧モル比熱 C, [J/(mol・K)] を Cv, R を用いて表せ。 例題 22

次の問題で次の状態からがどの様に判断するかがよく分からないのですがどなたか解説お願いします🙇‍♂️

問題8 一定量の理想気体が,ピストンでシリンダー内に閉じ込められている。 下図のよう (2in=0 にこの気体の圧力と体積を A→B→C→D→A と変化させる。 ただし, A→Bは断熱 Wout 変化, B→Cは定圧変化, C→Dは定積変化, DAは等温変化である。 各過程において、 気体が吸収する熱量Q, 気体の内部エネルギー変化 4U, 気体が外 部へする仕事 W の値がそれぞれ 「+」, 「-」, 「0」 のいずれになるか、下表に記入せ よ。 圧力↑ A B C 体積 Gin = + Wat Q 4U W A→B 0 B→C C→D D-A - - 0 十 十 0

（２）で、過程IIの内部エネルギーの変化を答える問題で、自分の回答と教科書の解答が合いません。教科書には解説が載っていないのでどこが間違っているかわかりません。どなたか間違っているところを教えてください。

4 気体の状態変化 熱効率 (p.124~136) 円筒容器にピストンで単原子分子理想気体を封じ, 容器内外の圧力を1.0×10 Pa, 気体の温度を3.0×102K, 体積を 2.0 × 103m²とした。 このときの気体の状態をA として,次の手順で気体の状態を変化させた。 過程 I ピストンを固定したまま気体に熱量を与えたところ,気体の圧力は 01×0.1 2.2×105 Paになった状態 過程Ⅱ 次に,容器を断熱材で囲み、熱の出入りがないようにしてピストンをゆっ くりと操作したところ,気体の圧力は1.0×105 Paにもどり,体積は 3.2×10-3m²になった(状態C)。 C 過程Ⅲ 断熱材を外し、状態Cで気体を放置したところ,気体はゆっくりと収 縮し,状態Aにもどった。 (1)過程Ⅰ→Ⅱ→Ⅲの変化を、横軸に体積V,縦軸に圧力をとったグラフに示せ。 なお,グラフには変化の向きを示す矢印を入れ,状態A~Cでの横軸と縦軸 の値を明記せよ。 代 (2)各過程での気体の内部エネルギーの変化 4U [J] 40[J], 40 m [J] を求めよ。 (3)各過程で気体がされた仕事 W [J], Wn[J], Wm[J] を求めよ。 (4)各過程で気体が外部から吸収した熱量Q [J], Qm [J], Qm [J] を求めよ。 (5)この1サイクルにおける熱効率を有効数字2桁で求めよ。

定圧変化の内部エネルギーが➕になる理由がわかりません

定圧変化 状態 A 状態 B ヒーター ヒーター T 2 P Wout. P T+AT V B V' 日 +Q=ULE P AU = Q + Win Wout win も UA SO 内部エネルギーの変化 AU 気体が得た熱量Q 気体が外部からされた仕事 Win + +

問題には直接関係ないのですが、B→Cの反応が等温変化なのにグラフが直線なのはなぜですか？ 等温変化のときは曲線だと覚えていたので違和感があります...

262 ここがポイント 理想気体の状態方程式は、気体の圧力を、体積をV,物質量をn, 気体定数を R, 絶対温度をTと すればV=nRT である。 特に,単原子分子であれば、その気体の内部エネルギーは U=12nRT=123Dで与えられる。 解答 (1) グラフより pv=pc なので, pc を求めればよい。B→Cは等温変化で あるから, ボイルの法則を B, Cに適用して pcx(10×10-2)=(2.0×105)×(5.0×10-2) pc=pv=1.0×10 Pa また,状態方程式を用いて PDVD 1XRTD よって TD=PDVD R (1.0×10)×(2.5×10-2) (W 8.3 3.0×10²K)--W+0= TЯ-40 (2)状態Aの温度を TA とすると 3 AUDA = 1/2× -×1.0×R(TA-Tb) 状態方程式を用いて DAVA TA=- 1.0×R' VA=VD であるから = PDVD Tb=- 1.0×R AUDA-RTA-TH =R (DA― DD) × VA R 01+0=ULT PA-VA-PPT - VALPA-PD) 100XRTLST YoxR = 12 ((2.0×10)-(1.0×10×25×10の人 = 3.75×10°≒3.8×103J 東日 直頰 (3) 右図 V(X10-2m³) ボイル・シャルルの法則を用いて, 状 態 A, B, C の温度 TA, TB, Tc を求 める。 10 7.5 (1)より,T= 3.0×102K であるから T=2Tn=6.0×102K 5.0 B D 2.5 T=Tc=2T=4Tb=12×102K A→B, C→Dは定圧変化であるか ら, シャルルの法則が成りたち, Vと 0 3.0 6.0 9.0 12 Tは比例関係となるので, グラフは原点に向かう直線となる。 T(X10²K) FUL