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)

自分の答えが浮力マイナスになってしまって、、 力の働いている向きを教えてください🙇‍♀️

X3 Po A 12 P S か。 R=8.3J/(mol K) とする。 12 空気 A を含んだ筒(断面積Sで厚みは無視)を水に浮かべ ** たら、水面からだけ頭を出し, 筒内の水面はだけ低い 状態で静止した。水の密度をp, 大気圧を Po, 重力加速度 を g とする。 A の圧力はいくらか。 次にAを加熱した ら 縦の長さが +h+1gとなった。 Aがした仕事 W' はいく らか。 また, 加熱後の筒の状態を図で示せ。 筒 水

物理の問題です。解説お願いしたいです。

図のように, 容積V[m〕 の容器 A. 容積3V の容器Bおよび容積2V の容器Cがあり, 容器 A と容器B , コックa がついている細管で連結し, 容器Bと容器Cを, コック♭がついてい る細管で連結する。 容器 Aはヒーターで温度が調節できる。 すべての容器と細管には断熱性が あり 閉じたコックを通じて熱が伝わることはない。 ヒーターの体積と細管の体積は無視できる ものとし、容器の熱膨張も無視できるものとする。 以下では,気体はすべて単原子分子理想気体である。 はじめは3つの容器は真空で,2つのコッ クは閉じている。 このとき容器Aに, 物質量 n [mol] の気体を封入したところ, 気圧はp [Pa〕で あった。 また, 容器Bに, 物質量4gの気体を封入したところ, 気圧は3pであった。 なお, 気体 定数を R〔J/(mol･K)) とする。 問1 容器 A の温度 T, 〔K〕を, p. V, n, R を用いて表せ。

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

⑵⑶⑷がわかりません💦 教えてくださいお願いします🙇

3.1mol 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。 状態 Aの絶対温度は To である。 気体定 数をRとする。 ÞA 3 po B 77 Der C 定 po A To Vo (1) 状態 B,C,D の絶対温度をそれぞれ, To を用いて表せ。 (2) A→B, BC の各過程で気体が得た熱量 QAB と QBCをそれぞれ, R, To を用いて表せ。 (3) 1サイクルで気体が外部にした正味の仕事を, R, To を用いて表せ。 (4) このサイクルを熱機関とみなし, 熱効率を求めよ。 答えは分数のままでよい。 2V/ V

この問題の緑マーカーの部分「1.8-1.5」はなぜ1.5を引くのですか？わからないので教えて頂けると幸いです。

240 気体の状態方程式 容積2V の容器Aと, 容積 Vo の容器Bが細い管で連結され, 4.5mol の理想気体が温度 300K で密閉されている。 (1) 容器Bの中には何molの気体があるか。 (2)次に, 容器Bの気体の温度を300Kに保ったまま、 容器Aの温度を400Kまで上昇さ せたところ, 2つの容器の気体の圧力が等しい状態でつりあった。 どちらからどち らの容器へ、 何molの気体が移動したか。 例題 43 HOLA 2Vo B C Vo

付箋の貼ってある式の丸の打ってある「S」はどこからきたのでしょうか？わからないので教えて頂けると幸いです。

114 第2編■熱と気体 239,240 解説動画 基本例題 43 気体の状態方程式 なめらかに動く質量 M [kg] のピストンをそなえた底面積 S [m²] の円筒 形の容器に, 1molの理想気体が入っている。 重力加速度の大きさをg[m/s〕, 大 気圧をpo [Pa], 気体定数をR [J/(mol･K)] とする。 (1) 気体の温度が To [K] のとき, 容器の底からピストンまでの高さ はいくらか。 (2)加熱して気体の温度を To [K] から T [K] にした。 気体の体積の 増加 ⊿Vはいくらか。 指針 ピストンが自由に移動できるから,気体の圧力は一定である。 解答 (1) 気体の圧力を [Pa] とすると 力 のつりあいより ps-pos-Mg=0 pS = pos+Mg 「DV=nRT」 より p(Slo)=RTo ①式を代入して (pos+Mg)lo=RT。 RT｡ poS+Mg よって Z= [m〕 (2) 加熱の前後で 「pV=nRT」 を立てて 前: p(St) = RT 後: p (Slo+⊿V)=RT ③② 式より p4V=R(T-To) AV= R(T-To) T RST-T) AS Pos 基本問題 232 気体の圧力 断面積 1.0cm²の円筒形の注射器 に空気を入れ,先端部をふさぐ。ピストンを20Nの力で 押すと内部の圧力は何Paになるか。 ただし大気圧を 1.0 × 105 Pa とする。 Mg To Po 1mol 底面積 S PS 質量 M Posh Mg T RS(T-To) [m³] pS+Mg [参考] 圧力が一定のとき、 体積の変化量 AV と温度の変化量4Tの間には, 「AV=nRAT」の関係がある。 この関 係を用いて解いてもよい。 233 ボイルの法則 圧力 2.0×10 Pa, 温度 27℃, 体積 3.0×10m²の気体がある 温度を一定に保って圧力を1.0×105Paにすると,体積Vは何m²になるか

整理してみようのグラフでxの変位が×になってますが、この×の意味はなんですか？普通に求められる気がするのですが(；；)

例 等加速度直線運動 右向きに 6.0m/s の速さで原点Oを通過した物体が,左向きに 1.0m/s' の加速度で運動した。183-9 (1) 原点Oを通過してから 2.0秒後の物体の速さは何m/sか。 (2) 物体はある点Aで折り返した後, 左向きに進んだ。 OA間の距離は何mか。 整理 してみよう! Vo (1) 6.0 a よって 4.0m/s t 2.0 ひ -1.0 (2) 6.0 -1.0 × 0 ? 指針 右向きを正の向きとする。 折り返し地点では速度が 0m/sになる。 (1) t, vに関する式 「v=vo+at」 を用いる。 (2) v, x に関する式 「v2-v²=2ax」 を用いる。 XC ? × 解答 (1) v =6.0m/s, a = -1.0m/s2, t=2.0s を 「v=vo+at」 に代入すると, 2.0s後の速度v [m/s] は v=6.0+(-1.0)×2.0=4.0m/s 36 2.0 1.0 m/s² x= -=18m 16.0m/s SHORTO To ma.er 0m/s (2) vo=6.0m/s, a = -1.0m/s2, v=0m/s を v²-vo²=2ax」 に代入すると, 求める距離 x [m] は 02-6.0²=2×(-1.0) xx A (8)

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