学年

教科

質問の種類

物理 高校生

319(3) 解答は理解できたんですが 写真のような解き方はなぜダメなんですか?

第Ⅲ章熱力学 よし ヒント B→Cは, かV=一定なので, 等温変化である。 気体の内部エネルギーは, 絶対 温度に比例する。また, 気体は、その体積が減少するときに正の仕事をされる。 例題42 319. C,と Crの関係 物質量nの理想気体を,圧 九か、体積VI,温度 T;の状態Aから, 圧カー定の ふとでゆっくり加熱すると,体積V2,温度 T, の状 能Cとなった。定圧モル比熱を Co, 定積モル比熱 を Cvとして,次の各問に答えよ。 (1) 状態AからCの間に,気体が吸収した熱量は いくらか。また,外部にした仕事はいくらか。 状態Aから体積一定のもとでゆっくり加熱すると, 圧力 p2, 温度 T,の状態Bとなった。 (2) 状態AからBの間に,気体が吸収した熱量はいくらか。 (3) さらに,状態Bから等温変化をして, 状態Cになったとする。状態AからBを経て Cとなった場合の, 内部エネルギーの増加量はいくらか。 さい026テれに (4)(3)における内部エネルギーの増加量は, 状態AからCに直接変化した場合の内部 エネルギーの増加量と等しい。この関係から, Cp Cv, および気体定数Rとの間に成 り立つ関係式を求めよ。 B p2 Tz C A V 0 V V。 HこA0 →例題42) ヒント(4) 状態A, Cにおいて,それぞれ気体の状態方程式を立てる。 らの距 320.気体の状態変化 単原子分子からなる理想気 tp[X10°Pa)

解決済み 回答数: 1
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 ()

解決済み 回答数: 1
物理 高校生

二枚目が答えですが、下へ移動しているのどつして4mgの方を使うのですか?

体Bの配船直下向きの加速度の大きさをa[m)、 体と まぶ来の要力の大きさをTIN]とするとき、 以下の |物理 6必要なものを用いて表せ。 入る数式を答えよ。また、それらの数式によりとすを、n.gheか 体 A の運動動方程式は、m、 a, g. T を用いて表すと、 となり, 一方, 物体Bの運動方程式は、m、9Tを用 *Yetak * v*す (化学ともで120 分) 6) 図1のように,来でつながれた質量 m [kg] の物体 A と質量2m 'kee の物体Bを滑車Pにかける。さらに, 質量 Sm [kg] の物体Cと機車をを 糸で結び、水平な床に固定され, 水平面と角度 0 [rad] をなすあらい 面を有する台の滑車Qにかける。このとき, 物体Cは斜面上に置かれる。 滑車PとQは,それぞれ質量が無視でき, なめらかに回転する。また, は伸び縮みせず, 糸の質量も無視でき, 空気抵抗も無視できる。 以下の間 のとなる。 1 いて表すと、2ma= 一2 物体Bが水平な床に到達する時刻』[s) を、m, h, gの中から必要 なものを用いて表せ。なお,糸は十分に長く,物体Bが床に興達して 物体Aは滑車Pにぶつからないものとする 武に、物体Cを斜面上に固定せず、手で押さえる。また, 物体Bが水平 まから高さhの位置になるように手で押さえる。時刻0sで、 物体 A。 B, 物体 C から静かに手をはなすと物体 C は斜面上をすべり落ち始 4 ,COsO = 5 2aん に答えよ。ただし,重力加速度の大きさを g[m/s°], sin9 = 3 S 1 とする。なお,解答用紙には途 3 物体Cと斜面の間の動摩擦係数を μ'= 物体Aと物体Bも運動を始めた。 中の計算過程も記すこと。 物体 Aの鉛直上向きの加速度の大きさを a [m/s), 物体Bの鉛直 下向きの加速度の大きさをa Lm/s),物体Cの斜面に沿って下向きの 加凍度の大きさを as [m/s"], 物体Aと物体Bを結ぶ糸の張力の大き さをTT (N], 物体Cと滑車Pを結ぶ糸の張力の大きさを1:(N) とす に入る数式を答えよ。 C 5m る。このとき,以下の文中の 物体 A の運動方程式は, m, al, g, Ti を用いて表すと。 3となり,一方, 物体Bの運動方程式は, m, の。 9, Thを となる。また,物体Cの斜面方向の運動 A B ma」= 2m h m 用いて表すと, 2maz= の 万程式は, m, a3, 9, T,を用いて表すと, Smas= ⑤ となる。 さら に, al, a2, a3 の間に成り立つ関係式は, a= T乃の間の関係式は, T2= 図1 6であり,と Maie のである。 まず、物体 :h [m] の

解決済み 回答数: 1