熱力学です STEP3でQinがn(Cv+R)(T2-T1)となってますが、どうやってこれ出してますか？？

出題パターン 38 定積モル比熱と定圧モル比熱 ピストンつきの容器内に、 モルの理想気体が, 体積 V1. 温度Tで閉じ こめられている。 大気圧はp, 気体定数は R, 定積モル比熱をCとする ピストンを自由に動けるようにして、熱を与えて温度を T2 にした。この とき, 内部エネルギーの変化 4U, 気体が外部にした仕事 Wout 気体に加 えた熱 Qin はいくらか。 また、 以上の結果から, 気体の定積モル比熱 Cr と 定圧モル比熱Cの間にはどのような関係があるか。 解答のポイント! 定圧変化であっても 4UCn4T の形となることに注意。 解法 熱力学の解法3ステップで解く。 STEP1 変化の前後でのか,V,n,Tを 図示する。 ここでピストンは自由に動けるので、 ピストン内の気体の圧力は大気圧とつりあって いて、いつもp となる。 このように、大気圧, 重力などの一定の力を受け自由に動けるピスト 前 p V₁ 大気圧 nTi D V2 大気 nT2 図 11-4 ンでは、必ず定圧変化になるのだ。 また後の圧力は最 体積を V2 (未知数) とおくと, 前:pV=RT ... ① 前 圧 Wout 後:pV2=nRT2 ... ② STEP2 Vグラフは図11-5のようにな る。 色のついた部分の面積が外へした仕事 Wout になる。 0 V₁ V2 体積V 図11-5 STEP3 熱力学第1法則を表 (表中) にまとめると, Qin 4U + Wout n(Cy+R) (T2-T) Crn (T2-T)p (V2-V)=nR(T2-T) (1 ②より) また,定圧モル比熱 C, は, 圧力一定で1モルの気体を1K上昇させるのに要する熱 であるので,Qmmでn=1 [mol], T2-T, = 1 [K] としたものに等しく =1x (C+R)×1= [Cy+R この式は理想気体であれば必ず成立するので、 この例題とともに覚えておこう。 STAGE 11 気体の熱力学 125

この問題の解き方がわからないので教えてください

30 なめらかに動くピストンがついた容器に単原子分子理想気体を閉じこめた ところ,気体の圧力が po [Pa], 体積が V[m]になった。この気体に対し 次のような操作をしたときの,気体の内部エネルギーの変化 ⊿U[J],気 体がされた仕事 W[J], 気体が受け取った熱量 Q [J] をそれぞれ求めよ 。 (1)体積を一定に保ったまま加熱し,圧力を 4p [ Pa]上昇させた 。 (2) 圧力を一定に保ったまま加熱し、体積を⊿V[m]増やした。 ヒント 変化前 変化後のそれぞれで, 理想気体の状態方程式を考える。

高校物理の問題です。 （4）の問題で、私は熱力学第一法則を用いて求めようとしましたが答えが合わなくて困っています。 どこが正しくないのか指摘をお願いいたします。

42 1* なめらかに動く質量 M 〔kg〕のピストン を備えた断面積S 〔m〕の容器がある。こ れらは断熱材で作られていて,ヒーターに 電流を流すことにより, 容器内の気体を加 熱することができる。 ヒーターの体積,熱 容量は小さく,無視できる。 容器は鉛直に 保たれていて,内部には単原子分子の理想 気体がn [mol] 入っている。 気体定数をR [J/mol・K〕, 大気圧を Po〔N/m²〕, 重力加 速度をg 〔m/s2〕とする。 ピストン HP 図1 図2 (1) 最初, ヒーターに電流を流さない状態では,図1のように, ピスト ンの下面は容器の底から距離 [m] の位置にあった。 このときの気体 の温度はどれだけか。 (2)次に,ヒーターで加熱したら,ピストンは最初の位置より 12/27 上昇 した。 気体の温度は(1)の何倍になっているか。 また, ヒーターで発生 したジュール熱はどれだけか。 (1)の状態で,容器の上下を反対にして鉛直にし、気体の温度を(1)の 温度と同じに保ったら、 図2のように, ピストンの上面は容器の底か 41の位置で静止した。ピストンの質量 M を他の量で表せ。 (4)この状態で,ヒーターにより, (2) におけるジュール熱の1だけの 熱を加えたら、ピストンの上面は容器の底からどれだけの距離のとこ ろで静止するか。 0168-A (名城大)

高一物理です！ 解き方知りたいです🥲

問6 気体を冷やしたところ, 気体は50J の熱量を放出するとともに, 20Jの 仕事をされた。 このとき, 気体の内部エネルギーは何J増加,または 何J減少するか。 (yonoloita lamori) (how)

⑸は、なぜマイナスがいらないんですか？💦

2. n [mol] の単原子分子の理想気体の圧力p,体積Vを,図のよう な経路に沿って変化させた。B→Cは等温変化であり、この過程で気 体は熱量を吸収した。 状態Aの絶対温度を To, 気体定数をRと2加 して、次の各量をn, R., To, Oのうち必要なものを用いて表せ。 (1) 状態 B C の絶対温度 TB, Tc (2) A→B の過程で気体が外部にする仕事 WAB (3) A→Bの過程で気体の内部エネルギーの変化AUAB (4) B→Cの過程で気体が外部にする仕事 WBC (5) C→Aの過程で気体が外部からされた仕事 WCA 11 (1) TB (4) Q 376 Tc 3-1 2XNXR XX7. ○田 3/10 -ZURT / 2 (5) v=Q-w (2) SURTO wapy=nRT = n*R*(-2(0) Da 0 3 po po 0 いせき B ・C A (To) (いわつ Vo 2V 3V V (3) 34T。 を下の選択肢から選 自転車の空

教えて欲しいです！🙇🏻‍♀️🙏🏻（3）の問題なのですが熱量（Q3）を加えたけど内部エネルギーが変化しなかったのは気体が外部に熱量と同じ大きさの仕事（Q3）したから結局は内部エネルギーが変わらないということですか！！？

224 熱力学第一法則■ 円筒形の容器の中に, ピスト ンによって気体が封入されている。 気体 リード (1) 気体の体積を一定に保って気体に Q1 [J] の熱量を与えたとき, 気体がした仕事は くらか。また,気体の内部エネルギーはどれだけ増加または減少したか。 2 (2) 気体の圧力を一定に保って気体にQ [J] の熱量を与えたら,気体は膨張した。 とき,気体は W2 [J] の仕事をした。 気体の内部エネルギーはどれだけ増加したか 気体の温度を一定に保って気体に Q3 [J] の熱量を与えたとき,気体の内部エネル ーは変化しなかった。 気体がした仕事はいくらか。 (4) 気体に外部との熱のやりとりがないようにして、 気体が外部に正の仕事 W [J] たとき,気体の内部エネルギーは増加するか, それとも減少するか。 リード D 229 水の 容器の中 割合で熱量 時間の経過 器と氷また 与えた熱は 容器のみが を334J/g, する。この た熱量は「

この問題に関して質問です。 ・（イ）でなぜv<Vと分かるのですか？ ・（ハ）でなぜt=2πnl/Tと分かるのか ・（ハ）の運動方程式でなぜma=kVとなるのか 全てじゃなくていいので、教えて頂けると助かります。

12 2023 年度 物理 2 鉛直に固定された中心軸の周りを回転する液体中における小球の運動を調べる。液体を満た した容器の中で,中心軸上の点に、長さの細くて質量が無視できる支持棒が取り付けられて いる。 図1のように、質量mの小球が支持棒の先に固定され, 液体内で半径の円運動をする。 小球や液体の円運動を単位時間あたりの回転数で表す。 小球が液体から受ける力は、小球の速度 に平行で、小球と液体の速度が近づくように働く。 力の大きさは、液体と小球の相対速度の大き さのお倍(k>0)である。 支持棒が液体から受ける力は無視できる。液体の容器はじゅうぶんに 大きく、液体は小球の運動の影響を受けないとしてよい。 以下の問に答えよ。 液体の回転数を一定に保った実験を行う。 小球は時刻 t=0に円運動を始め, じゅうぶんに時間 が経過すると、その回転数が no で一定になったとみなせるようになった。このときの小球の角速 度は 2 と表される。 図2の曲線は,その間の小球の回転数の変化を表している。図中の破線は t=0における曲線の接線であり, 原点(0, 0) と点 (T,no) を通る。 (イ)ある瞬間の小球の速さをv, 小球の位置における液体の速さをVとする。 小球の運動方向の 加速度の大きさと,小球が支持棒から受ける中心軸方向の力の大きさ N を,それぞれm, k, V,v, l より必要なものを用いて表せ。 (ロ) 小球の回転数が no に達したとみなせるとき, VとNをそれぞれ m, l, no より必要なもの を用いて表せ。 ×(ハ) 比例係数kをm, l, no, T より必要なものを用いて表せ。 小球の回転数が no に達してからじゅうぶんに時間が経った後, 液体の回転数を一定の割合で増 加させた。 液体の回転数の増加を開始した時刻を改めてt=0 として, その後の小球の回転数の変 化を表したグラフが図3である。 時刻 t=3Tにおいて小球の回転数は2m となり, その後, 小球 の回転数の単位時間あたりの増加は一定とみなせるようになった。 t=3T の後の回転数の変化の no となる位置で縦軸と交わった。 グラフを, t<3T の範囲に伸ばすと, t=0のときに回転数が 2 X(二) 時刻 3T より後の時刻t を考える。小球の速さ”と液体の速さ V を,それぞれl, no, T, t を用いて表せ。 4回転数 no 0¹ T 液体の速さ 図2 中心軸 Ko 時間 図 1 V 支持棒 4回転数 2no mm-20 図3 (3T) 時間 t

この問題で解説だとレンツ・ファラデーの法則による誘導起電力の公式V=|-ΔΦ/Δt|で解いているのですが、 問題文から磁束密度がBで一定と書いてありかつ、導体棒が磁束を横切るのでローレンツ力による起電力V=vBlで解くのではないのですか？

物理 問4 長さ2ℓのまっすぐな細い棒 OPQ がある。 OP部分は長さlの不導体でで きており, PQ部分は長さlの導体でできている。図4のように、この棒 表の向き) の磁場(磁界)中に水平に置いて、 水平面内で点0 を中心として 印の向き(図4の反時計回り)に一定の角速度で回転させる。このとき, PQ間に生じる誘導起電力の大きさはいくらか。 また、点Pと点Qはどち OPQ を 磁束密度の大きさがBで一様な鉛直上向き(紙面に垂直で裏から W らが高電位か。 これらの組合せとして最も適当なものを,後の①~④のうち から一つ選べ。 4 O 誘導起電力の大きさ / Bl² w 1/ Bl ²00 32 2/Bl³ co 3 Blu 高電位 P Q P Q -G =220² MOL V url= 2 Blw² 1/tw. Al

なぜ5番の答えは③になるのですか？ 鉛直から水平にした時に体積が増加する理由か分かりません、。

5 を,それぞれの直後の { 問3 次の文章中の空欄 図3のように,円筒形のシリンダーとその内側をなめらかに移動するピス トンで,ある物質量の理想気体を封入し、水平な台上にシリンダーが鉛直に なるように立てたところ, ピストンは静止した。 シリンダーとピストンは断 熱材でできており, ピストンはある質量をもつものとする｡ 6:0 次に、図4のように,このシリンダーをゆっくりと水平にし,台上に置いmu たところ,ピストンは静止した。 この間に, シリンダー内の 00--wu ①減少し,内部エネルギーは減少するので, ②減少し, 内部エネルギーは増加するので, ③増加し, 内部エネルギーは減少するので, ④ 増加し, 内部エネルギーは増加するので, ⑤ 図3と同じで, 内部エネルギーは変わらず, 気体の体積は 5 気体の温度は 大気 シリンダー 6 90 ピストン 6 に入れる語句として最も適当なもの で囲んだ選択肢のうちから一つずつ選べ。 図 3 ①上がった。 ② 下がった。 ③ 変化しなかった。 S 気体 気体 シリンダー 図4 大気

この圧力も体積も変化する時の内部エネルギーの変化の式の間違いを教えて欲しいです。 Δpがp＋Δp になっていたりしておかしくなってしまいます。

AU=3/2nRAT=3/2APAV =3/2(p+Ap)(v+Av) =3/2(pv+pAv+Apv+Ap^v) Ap=p+Ap?