問3についてです。 容器の中の空気の圧力が回答をみると図35-3では下向きに図35-4では上向きになってたりしてる理由を教えてほしいです。

*第35問 次の文章を読み, 下の問い (問1~3)に答えよ。 (配点 12 18分 れ、底面を上にして静かに手を離すと, 図1のように, 円筒中の水面が外部の水 より少し下がった状態で,鉛直に静止した。 外部の大気圧をPo, 水の密度を 一端を閉じた質量M, 断面積Sの円筒を,内部に少し空気が残るように水中に入 力加速度の大きさを」とする。円筒は熱を通さず、円筒の厚さは無視できるもの する。また,円筒内部の空気は、常に水温と同じ温度であるとし,その質量は に比べて十分小さく無視できるものとする。 DISO OST 大気圧 Po 質量 M, 断面積 S 問2 水温を測定したところ15℃であり、円筒内の気柱の高さはだった。その状 態から,水温を43℃まで上げた。 このとき気柱の高さはの何倍になるか。 最も適当な数値を,次の①~⑥のうちから一つ選べ。ただし、外部の大気圧 はPo. 水の密度はpのままであるとし、水の蒸発は考えないものとする。 2 倍 ① 0.3 ② 0.9 ③ 1.1 ④ 1.5 ⑤ 2.2 ⑥ 2.9 問3次に,図2のように円筒を鉛直に保ったまま引き上げると,円筒内の水面は 外部の水面からんの高さまで上がった。 このとき,手が円筒を上向きに支えて いる力の大きさを表す式として正しいものを、下の①~⑥のうちから一つ選べ。 3 p 図 1 Po h 問1 円筒の内部の空気の圧力を表す式として正しいものを次の①~⑥のうち から一つ選べ。 1 第2章 熱と気体 ①Po- Mg S ②Po Mg ③Pos ④ PS - Mg 図 2 ⑤ PS PS + Mg 3 Mg-pShg ② Mg ① Mg + pShg ④ Mg + pShg + PoS ⑤ Mg + PS ⑥ MgpShg + PS

気体分子運動論の証明についてですが、 写真の青枠の部分に注目すると、N=n/NAより、 気体の状態方程式は、PV=(N/NA)RTと書き換えることができ、この式に、PV= (Nmv²/3)を代入して、 変形していくと、公式である、mv²/2=3RT/2NAという形になります... 続きを読む

のベクトルの書 ところで v2 = 0x2+uy2+uz! より = 0x^2+b2²2+02²2² x,y,z 方向は物理的には同等だから(特にある方向で分子が速いとか遅いと かはないはず) x2 = by2 = 12² よって b2=30x2 ③,④より F= よって Nmv² 3L この結果を状態方程式 PV=nRT= N NA = P=F Nmv2 Nmv2 L-S 3L³ 3 V ⅡI 気体の熱力学 -RT と比べてみれば (PV) Nm NORT これより 1/12m2 2.0T Nmv² 3. 3 NA NA 定数は平均に関係しないから、1/12m/1/2に等しく,分子の運動エネル ギーの平均値を表していることになる。 気体の内部エネルギー 分子の平均運動エネルギー 1/2mv=12/2017.T=12/2kT NA v² めやす ちょっと一言 この式は重要。温度は化学では熱い冷たいの目安に過ぎなかった のが、分子の運動エネルギーで決まっていることがこうして分かった んだ。また, 分子が運動をやめる T = 0 が最も低い温度となることも 示唆されている。 定数 R/NA はんと書いてボルツマン定数とよんでい る。 13 8 2乗平均速度√vは分子の平均の速さにほとんど等しい。27℃ の酸素の v2を求めよ。 酸素の分子量を32, 気体定数を8J/mol･K とする。 内部エネルギーUとは分子の運動エネルギーの総和をいう。 そこで単原子分子からなる気体(以下,単原子気体とよぶ)では U=Nx. 1x1/2mv=N mv=N×32321T=23NRT="2nRT X2 NA NA 何原子分子であれ気体の内部エネルギーは絶対温度 Tに比例することが わかっている。 内部エネルギーは温度で決まる

この（5）がどうしても分かりません。どういうことか教えてください。

《気体分子運動論のそのまま出る問題》 次の(1)~(8) をうめよ。 一辺の長さがLの立方体容器に, 1個の分子の質量がmの 単原子分子がn モル入っている。 いま, 図の壁Aに速度の 成分の1個の分子が完全弾性衝突をしたとすると, 壁Aは I=(1) の大きさの力積を受ける。 この分子は,1秒間に壁 y Aとは合計(2) 回衝突するから、 壁Aがこの1個の分子から平均と して受ける力fは, (3) となる。 ここで全分子にわたる の平均 を1とし、アボガドロ数をNAとす ると,壁Aが全分子から受ける力 の総和Fは(4) である。一方, 分 子は x, y, z方向にランダムな運 動をしているので,分子の速さの2乗 (v²) の全分子にわたる 平均値をとすると, 22は2を用いて, b2 = (5) xvと書ける。 よって、 気体の圧力Pはと気体 の体積V=Lを用いて, P= (6) と書ける。 ここで,状態方程式PV=nRTより, 分子1個あたりのもつ 平均の運動エネルギー R 1 mは、ボルツマン定数kB = NA 2 いて、 1/21m² もつ運動エネルギーの総和Uは, R, n, Tを用いて, U=(8) と書ける。 このUを内部エネルギーという。 | 0 ヒエ~ A L 5m²=(7) と書ける。よって,この気体分子全体の −を用

【物理(化学)】アボガドロ定数✕質量 m(質量) × Na(アボガドロ定数) =M(分子量)✕10^-3 物理の気体分子運動論の2乗平均速度で出てきたのですが、なぜこのようになるのか教えていただきたいです。

途中計算を詳しく教えて下さい

nNamv より, 3RT 2 nRT mv° V 3V 2NA

気体分子運動論のエネルギー等分配則、つまりそれぞれの自由度の平均のエネルギーがkT/2であるという法則がありますが、多原子分子の場合回転運動や振動などの内部運動にもkT/2ずつ割り当てられるというのが納得できません x,y,z方向の並進運動については、熱運動では1個1個の分... 続きを読む

(3)の平均運動エネルギーがわかりません。 答えは、2倍なのですが、 1/2倍になってしまいますなんでですか？（ ; ; ）

との He ガス(原子量 4) と Ne ガス(原子量 20)がある。He, Ne 2 コリ きえの本 6 アー の何倍か。 っ /(2) He 原子の二乗平均速度は, Ne 原了所の還 /3) 温度が 273ででの He 1 原字当たりの 子の二生平均速度は。06のと誠加旧記

(2)と(3)です なんでこうなるんですか？

:句で邊"ろ だり のっ れも単原子分子理想気体とみなす。答えの根号はそのままでよい。 エネルギーの何倍か。 (2) He 原子の二乗平均速度は Ne 原子の二乗平均速度の何倍か。 0での He ガス(原子量 4) と Ne ガス(原子量 20)がある。He, Ne ガスはいず /(1) He 1原子当たりの平均運動エネルギーは, Ne 1 原子当たりの平均運動 * 3) 温度が 273ででの He 1 原子当たりの平均運動エネルギーおよびHe原 子の二乗平均速度は, 0でのときに比べて, それぞれ何倍になるか。

(2)と(3)です なんでこうなるんですか？

:句で邊"ろ だり のっ れも単原子分子理想気体とみなす。答えの根号はそのままでよい。 エネルギーの何倍か。 (2) He 原子の二乗平均速度は Ne 原子の二乗平均速度の何倍か。 0での He ガス(原子量 4) と Ne ガス(原子量 20)がある。He, Ne ガスはいず /(1) He 1原子当たりの平均運動エネルギーは, Ne 1 原子当たりの平均運動 * 3) 温度が 273ででの He 1 原子当たりの平均運動エネルギーおよびHe原 子の二乗平均速度は, 0でのときに比べて, それぞれ何倍になるか。

この時の、mって何を表してるんですか？

BESURUNRVKKKKE (17)式を変形すると ニ Amの き G8) ょなる。これは. 巨視的な量 カレが。 個々の分子の微視的な量で表され ことを示している。(18)式と。 理息気体の状態方程式を比較すると 6 ト ヵ7 関係が得られる< これを用いて, 気体分子の平均運動エネルギニを求める。気條分子の mmo]とアボガドロ定数 AA(= 6.02x102/mol) の積 パニ zW), (19)式は次のように変形される。 (20) そるチー 4 =寺 eK 1.38X10-2J/K (%) (20)式から, 理想気体では平均運動エネルギーが気体の種類によ らず, 温度だけで決まり, 絶対温度に比例することがわかる 先体のモル質量(1mol 当たりの質量) を (kg/mol) とすると. Ma であるから, (20)式より, 次の 〇表1 気体分子のg od 2 計豆 7 3 *(22) 水素 20| 1sxiW 宮素 28 | 49xW これを 二乗 (または根平均二乗速 識素 32 | 46x1W root-mean-square velocity 度) といい, 分子の速さを表すひとつのめ 穫芝| 4 1 99 やすとなる(表1。 os