(4)なのですがピストンが静止する=容器内の気圧は大気圧と等しいと認識していたのですが違うのでしょうか？ 誰かおねがいします

STEP2 b-Vグラフを作図。 STEP3 熱力学第1法則を表にまとめる。 「設定は同じです) 東京工大〉 ンの式 この問題で 解法Check! 70 例題 断熱材でつくられたピストンつきの円 簡形の容器に1mol の単原子分子の理想気 体が入っている。ピストンの質量はM[kg] で、上面は圧力po [N/m°], 温度 T, [K] の 大気に接している。ピストンはストッパーA で止まっており, 容器の底面からピストンの 下面までの高さはL[m] である。 気体定数 をR(J/(mol·K)], 重力加速度の大きさをg (m/s°) とする。なお, 答えは M, To, R, L およびgの一部または全部を用いて表せ。 (1) 最初,理想気体の圧力は po [N/m°], 温 度は To[K] であった。その内部エネルギーはいくらか。 2 ヒーターで気体を加熱し,気体の温度が T. [K] になったときビストン が上に動き始めた。温度 T, と気体に加えた熱量Qi [J] を求めよ。 3 加熱を続けるとピストンはゆっくり上昇を続けた。 ピストンが上のスト ッパーBに接したとき,気体の高さは1.5L [m] であった。このときの温 度T (K) を求めよ。 また, ピストンが動き始めてからこのときまでに理 B 十ー 0.5L ピストン A こし, Me>m L 000000 ーヒーター 共限に繰り返 いを求めよ。 〈宮崎大〉 三は同じです) SECTION 11 気体の熱力学 59

ΔTの計算の仕方がわかりません。通分が苦手なので、少し細かくやってもらえると助かります。

ThR 類題 3 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 Vo[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4U J, 気体がされた仕事 WJ], 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4V[m°]増やした。

(2)が分かりません。 私は状態方程式をAとB合わせて立てなのですが、答えが合いませんでした。(写真2枚目) なぜ状態方程式は立てられないのか教えてください。 また、模範解答以外での解き方はありますか？

例題1 理想気体の状態方程式 右の図のように,体積 2.0×10-2 m° の容器Aと体 積 1.0×10-2mの容器Bがコックのついた細い管で つながれている。初め,コックは閉じられていて, 容器Aには圧力 1.5×10° Pa, 温度 27℃の理想気体 が閉じ込められている。容器Bは真空である。気体 定数Rを8.31 J/(mol·K) として,次の問いに答えよ。 (1) 容器A内の気体の物質量はいくらか。 (2) コックを開き,容器 A, B内の気体の温度をそれぞれ 127 ℃, 27 ℃に保つ。このときの気体の圧力はいくらか。 3 3 A B VCheck 細い管 「細い」は,体積を 無視できることを表す。 O 指針 (1) 理想気体の状態方程式より,物質量は, n= 2つの容器内の気体の圧力は等しい。 pV と表される。 RT 解(1) 求める気体の物質量をn[mol)として, 理想気体の状態方程式を用いると, 1.5×10° Pa×2.0×10-2m° 8.31 J/(mol·K)×(273+27)K 3 =1.20…mol=1.2 mol n= (2) 求める圧力をp[Pa]とする。。(初めの容器A内の気体の物質量)= (後の容 器A内の気体の物質量)+(後の容器B内の気体の物質量)であることより, 1.5×10° Pa×2.0×10-2m° R×(273+27)K 3 p×2.0×10-2 m° R×(273+127)K p×1.0×10-2m° R×(273+27)K 3 ニ よって,p=1.2×10° Pa

⑵ボイルシャルルを使ってやったのですが答えが合いません この方法はダメなのでしょうか？

解答 (1) 1.6×10FP3 (2) 96℃ 指針 コックを開いて平衡状態に達したとき, A, Bの気体の圧力, 温度は等しくなる。 また, 周囲と熱のやりとりがないので, コックを開 く前後で, 気体の内部エネルギーの和は一定に保たれる。 気体は外に逃 げないので, 物質量の和も一定に保たれる。 解説 (1) コックを開く前のA, Bの気体の内部エネルギーをUょ, ○このような気体の混合 では、外部と熱のやりと りがなければ,内部エネ ルギーの和は保存される。 ○単原子分子からなる気 体の内部エネルギーび は、気体の状態方程式 しとする。アルゴンは単原子分子であり, U= nRT= DVの関 E 22 係を用いてU。UBを求めると, 1L=10°m° なので, カV=nRT を用いて。 U=ニ×(1.0×10) × (2.0×10-3)=3.0×10°J マA--』 なる。 Uゅ=;x(2.0×10) × (3.0×10-)39.0×10°J 22 コックを開いた後の圧力をが[Pa] とする。 このときのA, Bの内部 エネルギーの和をひとして, 11 U-DVの式を用い E U=;×が×(2.0+3.0)×10~3=7.5×10~3×が 2. 内部エネルギーの和は変化しないので, UA+Ug=Uから, 3.0×10+9.0×10-7.5×10-3×が (2) コックを開く前のA, Bの気体の物質量を nA, ng とする。 気体定 数をRとして, 気体の状態方程式かV=nRT を立てると, A:(1.0×10)× (2.0×10-3)=Dn,R(27+273) B:(2.0×10)× (3.0×10-)3D2%R(127+273) ている。気体全体の体積 は、A, Bの体積の和で あり,(2.0+3.0) ×10-3 m°となる。 が=1.6×10°Pa A:1.0×10°Pa, n、[mol]. 27℃ B:2.0×10°Pa, Ma[mol], 127℃ 変化前 2.0 これから, na3,0R' 3.0 * ng= となる。コックを開 2.0R A(2.0L 3.0L B いた後のA, Bの気体の温度を T[K] として, A, Bの 気体全体について状態方程式かV=nRTを立てると 変化後 1.6×10°Pa, n,+ma [mol), T(K (図), (1.6×10)×(2.0+3.0)×10-3%3 (natng) RT 8.0×10° a("u+Yu) 2.0 O平衡状態に達したとき A, Bの気体は同じ状態 にあるので、両者をまと めた気体の状態方程式る 立てることができる。 8.0×10° =369.2K =L 3.0 2.0R)R 369.2-273=96.2℃ 3.0R 求める温度(℃)は, 2.96 10

物理基礎の問題です。汚くてすみません… 2番がよく分かりません…まず1.2×10^9ができないです、

N162. 熱機関の冷却 熱効率40%, 仕事率 8.0×108W の熱機関がはたらいている。 熱 熱機関 仕事 (1) この熱機関が, 高温の熱源から受け取る熱 量は毎秒何Jか。 41 3- 2.04 (613 20f18 冷却水へ O4- e 20.40- (2) 熱機関を繰り返しはたらかせるためには, 熱機関を水で冷却し続けな ければならない。 冷却水1.0kgで 2.0×10*Jの熱量を外部に捨てることが できるとして,毎秒何 kg の冷却水が必要か。 t° ) (sht 1sあたりにれく

物理の熱力学の問題です。 分かる範囲で良いので教えて下さい🙇

(月) 間4 過程Vでは、まず加熱装躍で気体に熱を加えながら温度が一定になるようにピストンを ゆっくり動かして状態Aから状態E(圧力p(ただし、か> p). 体積V,,温度 T)まで変 化させ、その後ピストンを固定して冷却装置により気体が熱を放出することにより状能E |3| 図1のようになめらかに勤くビストンがついたシリンダーに1モルの理想気体が入っている。 このシリンダーとビストンは断熱材でできており,シリンダー内には加熱·冷却装置が取り付け られている。この装置でシリンダー内の気体を加熱することにより気体は熱を吸収し,この装置 で気体を冷却することにより気体は熱を放出することができる。理想気体の内部エネルギーはそ の体積に依存せず、気体分子の数と絶対温度Tのみで決まる。この理想気体の定積モル比熱 Cy や定圧モル比熱 C,は,この問題で考える温度範囲では温度によらず一定である。気体の圧力p から状態Cまで変化(定積変化)させる。 (1) 過程Vを表す曲線の概略をャ-V図に描け。 (2) 過程V全体で気体が吸収する正味の熱量をQw とする。上記の4個の過程で気体が吸収 と体積Vの関係を表した図2ゆーV図)を参照して、以下の間いに答えよ。ただし,気休定数は する正味の熱量(Q, Q, Qu. Qw)の大小関係を不等式で表せ。また。その求め方を説 Rとする。配点 30 %) 明せよ。 問1 加熱·冷却装置を動作させずに、状態A(圧力p.体積V,温度T)からビストンを シリンダー ゆっくり動かして気体の体積を増加させると、気体の圧力は単調に減少して状態C(圧力 p。体積『2(ただし、V;くVa),温度 T)に達する。この変化を過程1とする。この過程 Iは断熱変化であるため,気体が吸収する熱量Q:は0になる。この過程1で気体が外部に ービストン する仕事所を求めよ。 理想気体 状態Aから状態Cに達する過程として、過程I以外に3通りの過程を考察する。 加熱·冷却装置 問2 まず過程Iについて考える。 程Iでは,始めに加熱装置で気休に熱を加えながら圧力を 図」 一定に保ちつつビストンをゆっくり動かして状態Aから状態B(圧力か,体積V2. 温度 T)まで変化させ. その後ビストンを固定して冷却装置により気体が熱を放出することによ り状態Bから状態Cまで変化(定積変化) させる。 p. A(T=TA)1 B(T=T。) p」 (1) 状態Aから状態 Bまで変化したときの気体の内部エネルギー変化 AUanを Crを用いて 表せ。 (2) AUAn を熱力学第1法則を用いて求め, Co. pu Th, Tu, Vi, Vaを用いて表せ。 1 (3) CrとC, の間には, C, - Cy=DRの関係がある。 (1)と(2)の結果を用いてこの関係を求 めることができる。 その求め方を示せ。 4) 過程Ⅱ全体で気体が吸収する正味の熱量(気体が吸収する熱量から, 放出する熱量を引 ID(T=To) |C(T=T) いたもの)をQ とする。 Q」 を Cr. R, Ta, TB, Teを用いて表せ。 1I 0 V」 V。 間3 過程山では, まずビストンを固定して冷却装置により気体が熱を放出することにより状態 図2 Aから状態D(圧力p. 体積V. 温度Tp)まで変化(定積変化) させ, その後加熱装置で気 体に熱を加えながら圧力を一定に保ちつつピストンをゆっくり動かして状態Dから状態C まで変化させる。過程Ⅱ全体で気体が吸収する正味の熱量をQ日 とする。このQe とQaの 大小関係を不等式で表せ。 ○M16(587-95)

物理です (3)番なんですが仕事の出し方が　w =pΔvなのは何と無くわかるのですが 断熱変化なのにも関わらず、自分には定圧変化　のように見えてしまいます。しきがおかしくなるので違うのは分かるのですが理由が分かりません。 またこの時pvグラフはどうなるのでしょうか、一... 続きを読む

鉛直に置かれた断面積Sのシリ ンダーに,温度Tの単原子分子理 想気体をn [mol] 入れ,なめらか に動く質量 Mのピストンでふたを しておく。ただし大気圧の効果は M m, m X M M 無視し,気体定数を R,重力加速 度の大きさをgとする。 等温過程 断熱過程 (1) シリンダーの底面からピスト ンまでの高さ と温度Tとの関係を,ピストンに作用する気体の圧力と重力とのつ りあいを考えて求めよ。 (2) ピストンの上に質量 m の分銅を静かにのせる。等温過程の場合について,ピスト x m ンの下がった距離をxとすると, h M+m であることを示せ。 (3) 前問で,断熱過程の場合には,ピストンの下がる過程で重力のする仕事により気体 の温度が上昇する。このときのピストンの下がった距離を y, 温度上昇を 4T とする AT_2 M+mn yであることを示せ。 と, T ニ 3 M h (4) 前問の断熱過程の結果として達成された平衡状態について,ピストンに作用する 力のつりあいを考えて,比-をピストンと分銅の質量で表せ。 h

この問題の全てが分かりません

問題2 右図のように、2つの部分 A、Bからなる断熱容器に、それ A(容器 V, Im°) ぞれ単原子分子理想気体を封入した。バルブを開き、十分時間が経つ B(容器 Vg(m)) とやがて温度は 87°℃に落ち着いた。以下の問いに答えよ。 2.0×10Pa バルブ 1.0×10°Pa 177℃ 2.0mo! 27℃ (1) Vg は VAの何倍か。 (2)気体の圧力は何 Paになったか。 273 P? 273 3.0mol 900 177 (3) AからBに移動した気体は何 mol か。 360 VA V8

(2)の3の解き方がわかりません

[図]のように、滑らかに動く軽いピストンを取り付けたシリンダーに、1.0mol の 単原子分子理想気体を閉じ込めて鉛直に立てた。最初、気体の圧力は大気圧 P。 [Pa] と等しく、体積は 1% [m°] であった。 この状態を状態Aとする。状態Aからピストン の固定を解除して、 加熱して体積を 41% [m°] にした。この状態を状態Bとする。 さらに、状態Bから、ピストンを固定し体積を 41% [m°] に保ったまま気体を冷却し、 圧力を Po/4 [Pa] にした。 この状態を状態Cとする。その後、ピストンの固定を解除 し、等温変化てで体積を 1% [m] にした。この状態を状態Dとする。 重力加速度の大き さをg [m/s?]、気体定数を R [J/(mol K)] とする。ピストン、シリンダーは断熱性で、 外部との熱のやり取りはないものとする。 4 大気圧 pP 定経をに Vo W-o 000 [図] Fs W こ (1) 状態Aから状態Bの過程について以下の問いに答えよ。 の気体がした仕事を求めよ。 気体の温度上昇を求めよ。 ③ 気体に与えた熱量を求めよ。 (2) 状態Bから状態Cの過程について以下の問いに答えよ。 の気体がした仕事を求めよ。 ②状態Cでの気体の温度は何Kか。 ③ 内部エネルギーの増加量を求めよ。 も w=pV· 3Vo Po V。 4 4voPo- Bvo 4 ) 状態Aから状態 B、 C、 0へと変化する過程を表すグラフを、 縦軸を圧力、横軸を体積として描け。

物理の気体に関する問題です！ 問題文の写真の(イ)を教えて頂けると助かります🙇‍♀️ どうしてこのような式になるか、など詳しくして下さると有難いです🙇‍♀️ ちなみに模範解答は写真のような感じです。 かなり至急なので、明日までに誰か回答して頂けると助かります🙏 ご迷惑をお... 続きを読む

問4.図のように、滑らかに動くピストン付き容器 A、B に PStp-5iL 理想気体を入れ、容器を向かい合わせに水平に 固定し、ピストンどうしをつないだ。 はじめ、A 内の気体の圧力は p で、PS Po S A 2S F-rS 谷器の底面からピストンまでの距離は A、B ともに Lであった。次の問いに答えなさい。 ただし、容器の底面積は、 A が S、Bが 2SSで、大気圧を p0とする。 (ア) 容器 B 内の気体の圧力はいくらか。 (イ) 次に、この容器全体を大きな真空装置に入れ、A、B をはじめの温度に保ったまま、 容器の外部を真空にした。このとき、 ピストンははじめの位置から移動していた。 ピストンが移動した向き(左向きまたは右向き)と距離は、 それぞれいくらか。 pS S sd 25 PS P8 12 2 28 りです。