赤で線を引いたところはどのような計算をしているのですか？

66 解答 2024年度 解説 芝浦工業大 芝浦工 と表 《熱機関のサイクル》 (イ)状態方程式より PV=nRT V= nRT P となるのでこれとPV =一定の関係から とな であ W20 前期日程 物理 nRT = nとRは一定であるから 5 P-T=- PT= 求める仕事を Wi とする。 状態 I から状態Ⅱは断熱変化であるため、 理想気体に出入りする熱量は0である。また,このときの理想気体の内部 3 エネルギーの変化は、12/2nR(ToT)である。 熱力学第一法則より 3 状態Ⅰ→Ⅱ:0=- 0= nR (T-T.) + W₁ 9 Wi= -nRTo とな れま る (ハ)求める温度をT とし,状態 I, II での理想気体の圧力をそれぞれ R P2 とする。 (イ)で導いた関係式を適用すると P.T. = P(+) P=2°P J となる。 状態Ⅱから状態Ⅲにおいて, ピストンにはたらく力は常につり合 っているため、理想気体の圧力はP2で一定である。 状態方程式は 状態Ⅰ:Pi (Sh)=nRT ...... ① 状態Ⅲ:P2(Sh) =nRT ......② となり,② ① より P2 T3 P1 To P2 T3=T= P2 1 F T D とあ るス

（1）を教えてもらいたいです 復水器の仕組みが調べてもよく理解できず、この問題を図で説明してくれると嬉しいです おねがいします

人 g] の金属球を入れ、 ●おり,毎秒 q [J] °C] からT2 [°C] に 39J/ (g・K), 水の (11. 長崎大改 思考 181.熱機関と熱効率 水蒸気を用いた熱機関(蒸気機関)がある。この蒸気機関では, 仕事をしたあとの100℃の水蒸気が放出されると, 外部へ捨てられることなく,冷却器で 毎秒 2.0kg ずつ100℃の水へもどされる(このような冷却器を復水器という)。 この水は, 高温高圧の水蒸気へ加熱されて, 再び蒸気機関を動かすのに用いられる。 100℃の水の 蒸発熱を2.3×103J/g, この蒸気機関の熱効率を15%とする。 (1) 仕事に変わることなく, 蒸気機関から外部へ放出される熱量は毎秒何Jか。 (2)蒸気機関は, 高温の熱源から毎秒何Jの熱を取り入れているか。 一量 100g, 温度10 10℃の氷を入れ 熱を330J/g として (3) 蒸気機関が10分間にする仕事は何Jか。 も ってい ないものとする。 ヒント) (近畿大改) ただ

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

高校1年生の物理基礎の問題です。解答はあるのですが､途中式がなくて考え方が分からず困っています。途中式が分かる方教えていただけるととても助かります🙇🏻‍♀️ よろしくお願いします💦

問題1 次の問いに答えなさい。 (1)0℃は何Kか。 また, 300Kは何℃か。 (2)温まりやすく冷めやすい物体」は, 「温まりにくく冷めにくい物体」 と比べて, 熱容量が大きいか小さいか。 具 体的に数値を上げて説明しなさい。 (3) 質量 20gのアルミニウムの球の熱容量は何J/K か。 アルミニウムの比熱を0.90J/ (g・K) とする。 (4) 水の比熱を4.2J/ (g・K) とすると, 20℃の水 100gを70℃にするのに必要な熱量は何Jか。 (5) ある金属 100gに84Jの熱量を与えたところ, 温度 2.0K上昇した。 この金属の熱容量は何JKKか。 また、 比熱は何J/(g・K) か。 (6)60℃の水 100g と 30℃の水 50g を混ぜると, 温度が [℃] になった。 水の比熱を4.2J/ (g・K) とすると, 60℃ の水が失った熱量 Q1 は ( a ) [J] 30℃の水が得た熱量 Q2 は(b) [J] である。 Q1 Q2 から, ( c )℃となる。 (7)100℃の水 20gが100℃の水蒸気に状態変化するときに吸収する熱量は何Jか。 水の蒸発熱を2.3×103J/g と する。 (8)温度 0℃で, 長さが2.0×102mの鉄のレールがある。 このレールは、20℃になると, 0℃のときと比べて何m 長くなるか。 鉄の線膨張率を1.2×10-5/K とする。 (9) 気体に70Jの熱量を加えたところ, 気体が膨張して外部に30Jの仕事をした。 このとき、 気体の内部エネル ギーは何J増加したか。 (10)熱源から 8.0 × 103Jの熱をもらい, 外部に 2.4×10Jの仕事をする熱機関の熱効率はいくらか。

(3)の解答で図1の内部空気の圧力はP0+ρgd、図2はP0+ρg(h+d/2)とありますが、これはどこから出てきた式ですか？特に図1に関しては外力を加えてるにも関わらずそれが式に関与してこないのは変だと思いました。この式の出し方を教えてください。

69* 断面積 S,質量Mの一端を閉じた円筒が,開Po 口部を下にし,上端は水面に一致して鉛直に静止 している。 円筒には鉛直下向きに外力が加えられ ている。円筒の内部には気体が入っており,円筒 の上端から内部の水面までの距離をdとする。 円筒の厚さ,内部の気体の質量,水の蒸発は無視 する。大気圧をPo, 水の密度をP, 重力加速度 をg とする。 ( (1) 外力の大きさを求めよ。 Po S 図1 M P h 次に,円筒を深さんの位置まで沈めると,外 力を加えなくても円筒は静止した(図2)。 このと きの内部の気体の高さは1/2dであった。 冷 1-2 P 2d (2)円筒の質量 M を Po, p, S, d, gの中から 必要なものを用いて表せ。 M X (3) 図2 (3) 円筒内の気体の変化は等温変化とみなせるものとする。 んをPo, p, S, d, gの中から必要なものを用いて表せ。 (4)円筒内の気体の変化が断熱変化とみなせる場合を考える。円筒が静 止できる深さんは (3) で求めた値より大きいか, 小さいか。 1(筑波大)

2を教えてください！

9 日本のことわざに「焼け石に水｣というものがある。 焼けて熱くなった石に少々の水をかけた ところで、水は蒸発し, 石を冷ますことができないことから, 努力や援助が少なくて何の役にも立 #% たないことのたとえとされている。このことわざに疑いを持った南波さんは、400℃の石 1000g it/1 m 20℃の水100g をかける場合を考え, 焼け石の温度変化を計算してみることにした。 水の比熱を 4.2 m J/(g・ °C), 石の比熱を 0.80J/(g・ °C), 水の蒸発熱を2260J/g とする。 23 (1)焼け石に 20℃の水100g をかけると、水の温度は100℃になった。この水が20℃から 100℃に & I 53 54 55 なるまでに焼け右から受けとった熱量Q を求めよ。 52 56 Jom Q (2) (1) のあと, 水はすべて蒸発した。 100℃の水100g がすべて蒸発するまでの間に水が焼け石 から受けとった熱量 QB を求めよ。 57 58 59 60 61 62 J 9.2.

熱量の問題です。 この問題の解き方が分かりません。(答えは、34ｇです) わかる方が入れば教えてください。

問5 温度が 50℃の水100g に 1.0×105Jの熱量を加えたとき、蒸発する水の質量は何g か。 ただし、 水の蒸発熱を2.3×10°J/kg とする。

(1)の問題は、なぜ135.33-134.5をしたものが蒸気の質量になるのですか？ わからないので教えて頂けると幸いです。

【10】 ある揮発性の液体の分子量を求めるために、次の実験操作① ~ ③ を行った。 (222) アルミ箔 穴 ① 内容積 300mLの丸底フラスコに小さい穴を開けたアルミ箔をかぶせて質量を 測定すると、 134.50g であった。 ② このフラスコに液体の試料を入れ、アルミ箔でふたをした。 これを図のよう に, 77℃の湯につけ, 液体を完全に蒸発させた。 ③ フラスコを湯から取り出し, 室温20℃まで手早く冷やして、フラスコ内の蒸 気を凝縮させた。 フラスコのまわりの水をふき取り, アルミ箔とフラスコの質量を測定する と, 135.33g であった。 大気圧を 1.0×10°Pa, 液体の蒸気圧は無視できるものとして,次の各問いに答えよ。 (1) 操作② (図の状態)で, フラスコ内にある蒸気の質量は何gか。 湯

168番の(1)で水が得た熱量は、21×10の2乗では間違いなのでしょうか？有効数字二桁ではないのでしょうか?よろしくお願いします

水 90.0°C-20.0°C 380g ×4.2J/(g・K) excx [ 90.0]-20.0)K=380g×[* 4.2]/(g) x ([20.0] -10)× I 17.0°C 20.0°C 180gXcX K よって, c=0.38J/(g・K) 168 熱容量 80 J/Kの容器に水100g (比熱 4.2J/(g・K))を入れたところ、全体の温 度が20.0℃になった。 この中に 95.0℃に熱した質量 40gの金属球を静かに入れ た後、水の温度が一様になるように静かにかき混ぜたところ、全体の温度は 25.0℃ になった。外部との熱の出入りや水の蒸発はないものとして,次の問いに有効数字 2桁で答えよ。 □(1) 容器が得た熱量 Q1 〔J〕, 水が得た熱量 Q2 〔J〕 を求めよ。 Q1=80×5.0 = 4.0 x 10° Q2=4.2×100×5=2.1×10 □2) 金属球が失った熱量 Q3 〔J〕を求めよ。 Q1: 4.0×10 J 答 0.38 J/(g・K) 容器 水 100g 金属球 40g ②: 2.1×10°J

写真の問題についてですが、なぜ、pointに書いてあることが成り立つのかがわかりません。解説おねがいします。

42 ボイル・シャルルの法則 ② J字形をした断面積一定の管があり、管の壁は熱をよく通す。 大気圧 の下で, その 管に液体を注入し,図(a)に示すように,管の上端の一方をふたでふさいだ。 このとき, ふたにより閉じ込められた気体の圧力はか, 温度は To, 鉛直方向の長さはんであった。 この状態を状態Aとする。 ただし、液体の密度を ρ, 重力加速度の大きさをgとする。 また,液体の蒸発は無視できるとし, 大気圧 po, 液体の密度は常に一定である。 < 2014年 本試〉 状態 B Po JUU Toth (b) QUER FRIOOS) lo Po To 状態 A (a) 42 問1 4 問2 ② 問3② 解説 問1 J字管で,左の液面Mと等しい高さの右の液面 をNとする(右図)。 面Mと面Nが受ける圧力は等しくなる から, DIRKAN 2p(lo-h)gA 6 po+p(li-h)g pi=po+phg 問1 さらに液体を注いだところ, 液面が上昇し, 図 (b)のように, 気体部分の長さがい 液面の高さの差がんになった。 温度は To のまま変わらなかった。 この状態を状態B とする。 状態Bの気体の圧力か 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。 かすに S ① phg 3 p(l-h)g ⑤ potp (Lo-Z)g Point 1つながりの管では、同じ高さの液面どうしの 圧力が等しくなる。 Takrift. 447 ふる 状態 C T1 Eto that th (c) 2 po+phg att HOR 状態 B P₁ To th M Po -Z N