(1)から分からないです。

半径rの球形容器内に物質量nの理想気体が入っており、個々の気体分子は器壁と弾性衝突を繰り返して いる。 気体分子の質量を m, アボガドロ定数をNA, 気体定数Rとして、次の各問に答えよ。 m (中心) P (1) 図のように速さ”の気体分子が,器壁の点Pに入射角 0 で衝突した。 1回の衝突による分子の運動量の 変化の大きさはいくらか。 (2) この分子が器壁と衝突してから次に器壁に衝突するまでに進む距離はいくらか。 (3)この分子が1秒間あたりに器壁に衝突する回数はいくらか。 (4) 器壁が1個の分子から受ける力の大きさの, 1秒間あたりの平均はいくらか。 さ (9) 5) 容器内の気体分子の速さの二乗平均をとする。 気体分子全体が器壁に与える力の大きさはいくらか。 容器の体積をVとする。 気体の圧力をV,Na, n, m, を用いて表せ。 気体分子の平均の運動エネルギーを, 絶対温度T を用いて表せ。

四角でかっこったところの公式の出かたを知りたいです！

リードC] 基本例題 44 気体分子の運動 第13章■気体分子の運動・気体の状態変化 121 247,248 解説動画 質量mの気体分子N個が体積Vの容器内にあって,気体の圧力が』であ るとき,気体分子の速さの2乗の平均を とすると,p= Nmv 3V が成りたつ。 (1) 気体分子の質量m (kg 単位) を, 分子量 M, アボガドロ定数 NA で表せ。 (1) (2)状態方程式を用いて, 二乗平均速度 √v2 を Mo, 温度 T, 気体定数R で表せ。 (3)分子量2の水素と分子量 32の酸素の混合気体がある。 その温度が一様であると すると, 水素分子の二乗平均速度は酸素分子の二乗平均速度の何倍であるか。 指針 (1) 分子量 M 。 は, 1mol 当たりの分子の質量 (g単位) を表す。 物 解答 (1) 1mol (NA 個) の気体分子の質量は Mox10-3=mNA (単位はkg) Mox10-3 よって m= NA v²= (1)の式と, N = nNA の関係式を代入して 3nRT NA 3RT nNA Mo×10-3 Mox 10-3 (2) 気体の物質量をn [mol] とする。 よって 3RT 状態方程式 「V=nRT」 を用いて 問題文の式を変形すると (3) Tが一定のとき, v2 に比例する /Mo Nmv2 2 pV= =nRT 3 32 16 TH よって J=3nRT あるからは1 -=4倍 Nm √1/16 050 画面

核融合反応について、(2)でHの原子量が１であるからHの原子核数はアボガドロ数6.0×10^23個であるという説明がわからないです。噛み砕いて説明してくださるとありがたいです。

図ここがポイント 1000J (1000J/s 1000W) のエネルギーを1時間使ったときのエネルギーのことである。 量は1であるから, アボガドロ数個のHの質量が1gである。 電力使用量 (kWh) とは、毎秒 核融合においても, 反応で失われた質量 4m によるエネルギーE=Amc² が解放される。 Hの原子 347 (1) この反応で失われる質量 4m 〔kg〕は =4.388×10-29kg ⊿m=(1.6726×10-27) ×4-{(6.6447×10-²7) + (9.1×10^31)×2} よって E=mc² = (4.38×10-29) × ( 3.0×10) 20 = 3.942×10-12 ≒3.9×10-12 J (2) H の原子量は1であるから, 1g の H の原子核数はアボガドロ数 るので 6.0×1023個 である。 H 原子核4個によって(1) のエネルギーが解放され N 4 W=EX- ×- = (3.94×10-12) X- =5.91×10"≒5.9×10" J (3)1kWh=1000W x 1h = 1000J/sx3600s=3.6×10° J 6.0×1023 4 であるから, 平均的な家庭が1年間に消費するエネルギーは 300 (kWh)x (3.6×10×12(か月分) = 1.296×10'J よって, 求める年数は (2) の答えを用いて 5.91 x 1011 1.29×1010 ≒46年 である。 1 有効数字は2桁であるが, 途中式や前の答えを引用する ときは1桁多くとる。

（３）の問題 質量数とアボガドロ数を用いた計算のしかたがわかりません 僕のノートのように計算しては行けないのですか？

反応の前後で減少した量を GM とすると、 JM (反応) - 反応後の質量) AM= (26.9744+1,0087) -(23.9849+4.0015) =-3.3×10 u (2) (1) JMが負となったので、反応後の質量 leV=1.60×10-19Jなので, 4.92×10-13 1.60×10-19 指針 反応前後での質量の減少を⊿M とす ると, 4M2 のエネルギーが放出される。 (3) では, Uの原子数を求め, エネルギーを計算する。 (1) 反応前の質量の和は, 234.9935+1.0087=236.0022u 反応後の質量の和は, 139.8918+92.8930+3×1.0087=235.8109u =3.07 x 10°eV=3.07MeV 3.1 MeV のエネルギーが吸収された。 基本例題88 ウランの核分裂 ウランの原子核に中性子 in が衝突し, 次のような核分裂がおこった。 U÷n →→→→ ¹8Xe+Sr+3n 表には、各原子核と中性子の質量を示す。 1u=1.66×10-27kg, 真空中の光速を3.00×10°m/s, アボガドロ定数を6.02×1023/mol とする。 質量の減少は 236.0022-235.8109-0.1913 u (2) 反応によって減少した質量をkg に換算する。 AM = 0.1913×(1.66×10-27) = 3.175×10-28kg 基本問題 606,607,608,609 in 38Sr 1404 (1) この反応における質量の減少は何uか。 (2) Uの原子核1個あたりから放出されるエネルギーは何Jか。 (3) 1.00gのUがすべて核分裂をしたとき, 放出されるエネルギーは何Jか。 1.00 235 235T 1.0087 u 92.8930u 139.8918u 234.9935 u 放出されたエネルギーEは,E=⊿Mc² から . E=3.175×10-28 × ( 300×108) 2 = 2.857×10- ….. ① 2.86×10-1J (3) 1.00gの25Uの原子数は、質量数が235 な ので, x (6.02×1023) = 2.561×1021 求めるエネルギーE' は, ①の値から. E'=(2,857×10-1)×(2.561×1021) =7.316×10¹0 J 7.32×10¹0 J

なぜ最後に10^-3をかけているのですか？

量 単位)の気体分子がN個入っている。 図のように座標軸 (kg をとるとき,以下の文中の に適当な式を入れよ。 (1) 1個の分子が図のなめらかな壁面Aに x 方向の速度成分 ひx で 弾性衝突したとき, 分子の運動量の変化はアなので, 壁 面Aに与える力積はイである。 この分子は時間tの間に ウ 回壁面Aと衝突するので,この分子によって壁面Aが 受ける平均の力の大きさはf=エである。 2 2) 全分子の速度の2乗の平均値 を三平方の定理を用いて各成分の2乗の平均値で表 すとv=vx2+vy2+vz² であり, 等方性より全分子は平均的に vx²=vy²=vz² な ので, I を用いてN個の分子が, 壁面Aに与える力を v²を用いて表すと F=オとなる。 したがって, 壁面Aにはたらく圧力は=カ である。 ) 状態方程式 DV=nRT と カ を比較すると,分子1個の平均運動エネルギー Eはアボガドロ定数NA (物質量 n = N/NA), 気体定数R, 絶対温度Tを用いて表す とE=≠ となる。 ここでNA 個の分子の質量が分子量M(g単位)であること を考慮すれば, より分子の二乗平均速度は, Mo, R, T を用いて √√√√0² = 2 と表される。 例題 44 259 L L- X

この問題の解説なんですが、解説右側の6行目の右辺の分母がV’になる理由がわかりません。 はじめにフラスコ内にあった空気の質量の何倍かを問われているなら、はじめにフラスコにあった体積Vを分母にもってくるのではないのですか？

子の分子量を28, アボガドロ定数を 6.0×1023/mol, 気体定数を 8.3J/ (mol (1) 窒素分子1個の質量は何kgか。 (2) 7℃における窒素分子の二乗平均速度は何m/sか。 √249 5.0 として計算せよ。 (3) (2) の速さの窒素分子1個が, 容器の壁に垂直に弾性衝突をしてはねかえるとき, 壁に与える力積の大きさは何N･sか。 (4) 窒素分子が,(3)と同じ条件で容器の壁に衝突する。 1.0×10 Pa(1気圧)の圧力が 生じるためには、壁の面積1m²あたりに、毎秒何個の窒素分子が衝突すればよいか。 ヒント (2) 二乗平均速度√は、気体定数をR,絶対温度をT,アボガドロ定数を 例題 39 NA,分子1個の質量をmとして、ア と表される。 発展例題24 ボイル・シャルルの法則 「発展問題 297 口の開いたフラスコが,気温 〔℃〕, 圧力 p, [Pa] の大気中に放置されている。このフ ラスコをt〔℃〕までゆっくり温めた。次の各問に答えよ。 18 (1) このとき, フラスコ内の空気の圧力はいくらか。 (2) 温度が t〔℃〕 から t〔℃〕になるまでに。 フラスコの外へ逃げた空気の質量は,はじ めにフラスコ内にあった空気の質量の何倍か。 SKE 指針 一定質量の気体では,圧力か,体積 pV V, 温度 T の間に, =一定の関係 (ボイル・ シャルルの法則) が成り立つ。 フラスコの外へ逃 げた空気も含めて, この法則を用いて式を立てる。 解説 (1) フラスコは口が開いており, 大気に通じているので, フラスコ内の空気の圧 力は大気圧に等しい。 したがって〔P〕 (2) フラスコの容積をV[m²] とし, 温める前の [℃], pi [〔P〕,V[m²]のフラスコ内の空気が、 温めた後, t〔℃〕, p [Pa], V'[m²] になったと する。 ボイル・シャルルの法則の式を立てる と. 3RT Nam DIV 273+t₁ P₁V' 273 + t2 273+t2_ 273+t₁ これから, V' = VX フラスコの外に逃げた空気の体積 ⊿Vは, t₂-t₁ 4V=V'-V=Vx 273+₁ AD 温める前にフラスコ内にあった空気の質量を m, 外に逃げた空気の質量を⊿m とすると, 4m AV が成り立ち , V' m Am m VX VX - 273+t₁ 273+tz 273+t₁ t₂-t₁ 273 + t2 倍

(1)のアの解答が3(1/0n)なのですが、(3/1n)じゃ意味が変わってきますか？ それから(2)教えてください🙇‍♀️🙇‍♀️

ただし, 光の速さを に適当な式または数値を入れよ。 346. 核分裂次 2351 3.0×10°m/s, アボガドロ定数を 6.0×1023/mol, 2U の原子量を 235, 1eV=1.6×10~19 J とする｡ (1) 2Uに中性子を当てると核分裂が起こる。その一例を次に示す。 235 140 93 28U + in → 198Xe + 38 Sr + ア ･･････ ① 54/ 235 この核分裂では,2Uと中性子の質量の和と核分裂生成物の質量の和との差がエネ ルギーに変換される。 1 式の場合, 22U の原子核1個の分裂で 1.8 × 10² MeV のエネ ルギーが発生する。 したがって, この核分裂反応では, 原子核1個当たり,質 量が kg 減少する。 235 イ (2) 核分裂で放出される中性子を有効に使えば,他の22Uの原子核を核分裂させること ができる。ある原子炉では, 毎秒 4.7×10-7kgの2U 原子の核分裂が起こり,この とき放出されるエネルギーの10% が利用される。 原子炉内のU原子が ① 式の核 分裂反応に従うとすれば,この原子炉の熱出力はウ kWである。例題 75,353

2022年東大物理で質問があります！ 第3問Ⅱ(1)で、 模範解答では、加えられた仕事p1Δv1が内部エネルギー変化量とあるのですが、 なぜ加えられた仕事がそう書けるのですか？ (定圧とみなせるということなのか、なぜそうみなせるのか困ってます) 明明後日本番なので答えてい... 続きを読む

28 2022 ⅡI 次にピストンを設問Ⅰの状態からゆっくりわずかに押し下げたところ、 領域1 の体 積VE から V - AV ,領域1の圧力がp から P1 + Api に,領域24 気体と外部の間で熱のやりとりはなかった。 以下の設問では, Api, Ap2, AT, AV から p2 + 4p2 , シリンダー内の温度がTからT + AT に変化した。この過程で はそれぞれ P1, P2, T, V1 + V2 より十分小さな正の微小量とし, 微小量どうしの は無視できるとする｡ (1) 温度変化 AT , P1, R, AV, を用いて表せ。 (2) Api P1 ア AV₁ が成り立つ。 V₁ + V₂ ア 東大理問題集 資料・問 領域 2 の圧力が に入る数を求めよ。 設問Iの状態からピストンについている棒を取り外し、おもりをシリンダーに接し ないようにピストンの上に静かに乗せたところ,領域1と領域2の体積、圧力、温 に変化はなかった。さらに図3-3のようにヒーターをシリンダーに接触させ気体を 温めたところ, ピストンがゆっくり押し上がった。 領域1の体積が2V1 になったとこ ろでヒーターをシリンダーから離した。 (1) このときのシリンダー内の温度を, T, V1, V2 を用いて表せ。 (2) 気体 XとYが吸収した熱量の合計を, R, T, V1, V2 を用いて表せ。 おもり 領域 1 気体 X 膜 領域2 気体 X, Y 図 3-3 ヒータ

高校物理の熱力学についてです。 内部エネルギーと気体の平均運動エネルギーは何が違うのでしょうか。曖昧な質問で申し訳ないです。

(3)の問題で V²＝Nm分の3RTになるところまでは分かるのですが Nmの部分がkg変えているだと思うのですが、なぜ4×10のマイナス3乗になるのかわかりません。 あと答えの単位がS²分のm²になれるのかわかりません。 教えていただけると助かります。よろしくお願いします。

301.気体の分子運動と圧力 図のように, ー辺の長 さがLの立方体の容器の中に,1 mol の理想気体が入 っている。気体分子は容器の壁と弾性衝突をして, 分 子どうしは衝突しないものとする。気体分子の質量を m, アボガドロ定数をN, 気体定数をRとして, 次の 各間に答えよ。 (1) 次の文の()に入る適切な式を答えよ。 内の気体中のある分子のx軸方向の速度成分をひょと する。その分子が図に示した壁Sに衝突してから,次に壁Sに衝突するまでにかかる 時間は(ア)であり,時間tの間に分子は(イ )回,壁Sに衝突する。この間に S *2 y レ L- 壁Sが受ける力積から,壁Sはこの分子から(ウ )の力を受けていることがわかる。 分子の速度のx成分,y成分, z成分の二乗の平均値は等しく, 分子の速さの二乗の平 均値をぴとすると, 壁Sが気体から受ける力Fは( エ ), 圧力かは(オ)である。 (2) 理想気体の状態方程式を用いて, 気体分子1個の運動エネルギーの平均値と気体 の絶対温度Tの関係を表す式を示せ。 (3) 気体がヘリウムで温度が0℃のとき, 分子の速さの二乗の平均値を有効数字2桁 で求めよ。ただし,ヘリウム1 mol あたりの質量を 4.0g, R=8.3J/(mol·K) とする。 (13. 熊本大 改)→ 例題25)