この式はどこから来たのでしょうか？

202 気体の変化 右図のように, 単原子分子の理想気体 を A→B→C→Aと状態変化させた。 状態 A での絶対温 度を T〔K〕 とする。 (1) (2) 状態 B C での絶対温度を求めよ。 A→B→C→Aの1サイクルの間での最高温度を求めよ。 (3) B→Cの間において,気体が吸収した熱量は,初めは V増加していくが、 ある体積V〔m〕 を超えると減少して いく。 V を求めよ。 3por 2 PO Po 0 p 〔Pa〕 B A Vo (27) C V[m³] 3V

物理の熱力学の問題です 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします

76 第2章 熱と気体 *** 57 [12分 ･20点】 XX 気体の熱的性質について考えよう。 図のような, シリンダーとなめらかに動 くピストンからなる断熱容器があり, ピス トンにはバネが付けられている。 また,シ リンダーにはヒーターが付けられており, 断熱容器に閉じ込められた単原子分子理想 気体に外部から熱を加えることができる。 さらに, シリンダーにはコックが付けられ 0 63 8 ている。 最初にコックは開かれており, 容器内の気体の圧力は大気圧と同じであった。この とき シリンダーの気体の部分の長さとバネの長さはともに⑩であり、バネは自然 の長さであった。また,シリンダーの断面積を S, 大気圧を po, 室温を絶対温度で To とする。 問1 コックを閉じ、ヒーターによって熱を与えて容器内の気体をゆっくり膨張させ る。 容器内の気体の圧力が 10mとなったとき, パネの長さは 1/26 -ℓo となった。ぱね 定数は PoS この何倍か。 ② 63 80 25 144 3 9 8 19 ② 144 9 80 17 3 144 ヒ 5 4 *コック 80 9 問2 このとき, 容器内の気体の絶対温度をTとする。 T1 は T の何倍か。 9 8 4 9 ① ② (3 4 ⑤ 6 9 5 8 問3 気体の物質量をn, 気体定数をRとすると気体の内部エネルギーの増加分4U はいくらか。 0nR(T₁-To) nR (Ti-To) ⒸnR (T₁-To) 13 144 6 5 ⒸnR(T₁-To) 問4 この間に容器内部の気体は, 外部(大気とバネ)に対して仕事をする。 この仕事 W は poSlo の何倍か。 ① 8 9 バネ 10 9 11 144 4 問5 ヒーターによって気体に与えた熱Qを4UとWを用いて表せ。 0 AU-W ②4U+W 3 W-AU *58 18分 ･12点】 X A 問1 容器内に閉じ込めた理想気体の温度を上昇させる。 温度上昇が共通のと き,気体の体積を一定に保った場合と, 圧力を一定に保った場合を比べると、必要 熱エネルギーはどちらの方が大きいか, またその理由は何か。 ① 体積を一定に保った場合の方がQが大きい。 理由は気体が外部に仕事をしない からである。 ② 圧力を一定に保った場合の方がQが大きい。 理由は気体が外部に仕事をするか らである。 どちらの場合もQは同じである。 理由は温度上昇が同じだからである。 B 気体定数をRとする。 理想気体の定積モル比熱をCio 定圧モル比熱をC, とする。 Cr, Cyの間に成 り立つ関係式として正しいものはどれか。 ① 0 Cp-Cv=R ②Cv-Cp=R ③ Cy+Cp=R 問3 単原子分子理想気体と2原子分子理想気体の定積モル比熱の組合せとして正し いものはどれか。 ただし, 気体の温度は300Kとする。 ② §2 気体の状態変化 4 単原子分子 R R R -R 77 2原子分子 3R R R R

この問題の実験1と2の違いがよくわからないのですが、 実験1:体積、圧力の変化がボイルの法則に則っている 実験2:圧力変化があっても、体積が常に一定 という考え方であっていますか？

窒素を用いて,次の実験 1,2を行った。 質量が無視でき,滑らかに移動することができるピストン付きの密閉容器にある量の 窒素を入れた。初めの容器内の温度は 120K で、容器内の圧力は,実験室の圧力と等し く 1.0 x 105 Pa であった。

bとeが分かりません。 aとcとdはボイル・シャルルの法則の公式を使って求めることが出来たのですが、bとeはどのように公式を利用すれば良いか分かりません。 教えてください🙇‍♀️お願いします🙇‍♀️🙇‍♀️

alos) 16. 理想気体 3分 一定量の理想気体について, a~eの関係を示すグラフを,下の①~⑥のう ちから一つずつ選べ。 ただし, 同じものをくり返し選んでもよい。 2.8×10 a 圧力一定のとき,絶対温度x と体積y との関係 ( 15 b圧力一定のとき,絶対温度xと絶対温度を体積で割った値yとの関係 01 セルシウス温度と圧力」との関係 0x0. STEWARD Asientoon C 体積一定のとき, d e 温度一定のとき, 圧力と体積の積の値xと, 圧力」との関係 TANSAKS ①れ、ただち② 0 圧力と体積yとの関係 温度一定のとき, x 0 3:40 4056140 ⑤ KEEN 0 JS & THE 1.63* 200 0 & SO SSC

なぜ4倍になるのか分かりません。 解説をお願いしたいです😣🙏🏻

7 一定質量の気体について、圧力Pを1/2倍, 絶対温度を2倍にすると,気体の体積は もとの体積の何倍になるか。 プロセスドリルの解答 11 (ア) 反比例 (イ) ボイル (ウ) 絶対温度 (エ) シャルル 2 (オ) 状態方程式 (カ) 気体定数 3 (キ) 全圧(ク) 分圧(ケ) ドルトン 44 (1) 273K (2) 253K (3) 400K (4) 0℃ (5) 120℃ (6) 27℃ 525L 620L 74倍

この問題で解説ではA、Bで式を立てて、この二つの式を連立させて計算をしていますが、 何故Aだけの式からxを計算するのではダメなのですか？ 教えて頂きたいです。

7. 気体の法則と分子運動 75 125. 仕切られた容器内の気体 図のように, 円筒形の容 器が,なめらかに動くピストンによって, A,Bの2つの 部分に区切られている。 はじめA,Bの気体はともに圧力 po, 温度 T。 であり, 容器の底からピストンまでの長さは ともにLであった。 Aの気体の温度をT。 に保ったまま, Bの気体の温度をT(T｡ <T) にすると, ピストンはどちら側にどれだけ移動するか。 ヒント・ピストンはなめらかに動くので, A,Bの気体の圧力は等しい ←L→ L A | po, To B Po, To

この問題の（5）の解説の下線部が分かりません。 教えて頂きたいです。

5 気体の状態変化 ・ 熱効率 Anun 円筒容器にピストンで単原子分子理想気体を封じ、容器内外の圧力を1.0×105 Pa, 気体の温度を3.0×102K, 体積を 2.0×10-3m² とした。 このときの気体の状態をA として、次の手順で気体の状態を変化させた。 過程Ⅰ ピストンを固定したまま気体に熱量を与えたところ,気体の圧力は 2.2×105Paになった (状態B)。 過程Ⅱ 次に,気体の温度を一定に保ちながらピストンをゆっくりと操作したと ころ,気体は 3.5×10℃Jの熱量を吸収し、 圧力が1.0×10 Paにもどっ た (状態C)。 状態Cで気体を放置したところ、 気体はゆっくりと収縮し、 状態Aに もどった。 過程ⅡI (1) 過程IⅡI→Ⅲの変化を、横軸に体積V, 縦軸に圧力をとったグラフと, 横 軸に温度 T, 縦軸に体積Vをとったグラフに示せ。 なお, グラフには変化の 向きを示す矢印を入れ, 状態 A~Cでの横軸と縦軸の値を明記せよ。 (2) 各過程での気体の内部エネルギーの変化 401 〔J], 4U [J], ⊿Um [J]を求めよ。 (3)各過程で気体がされる仕事 W 〔J〕, WⅡ [J], Wm [J]を求めよ。 (4)過程IとⅢで気体が外部から吸収する熱量 Q1 [J], QⅢ [J]を求めよ。 (5) この1サイクルにおける熱効率を求めよ (分数で答えてよい)。 20 8

問4の考え方についてなのですが、 水蒸気の物質量は変わるからボイルシャルルの法則は使えない→空気の体積、空気の体積+水蒸気の体積は同じ→空気だけについて考える という解釈で良いのでしょうか？ また、p=1.0×10^5+0.036×10^5(27℃のときの水の飽和蒸気圧)... 続きを読む

実験3 コックを閉じた状態で,容器Aに, 9.0gの水と 27℃ 1.00 × 10°Paで2.0Lの 乾燥空気を入れた。1.00 × 105 Paのもとでピストンを固定せず, 容器 A 内を 87℃ に保って長時間放置し, 容器 A内の気体の体積を測定した。 このとき,容器A内 には液体の水が存在していた (図3)。 9.0gの水, 27℃, 1.00 × 10Pa で 2.0Lの 圧力計 乾燥空気を容器Aに入れる。 ピストン 87°C 容器 A 103 図 3 水 コック (閉) 圧力計 容器 B 問3 実験3の気体の変化に関する法則として, 「一定量(同物質量)の気体の体積は,圧 力に反比例し 絶対温度に比例する」 という法則がある。 この法則名を答えよ。 問4 実験3において, 測定した容器 A内の気体の体積は何Lであったか。 有効数字2 桁で答えよ。 ただし、空気の水への溶解は考えないものとする。

計算の仕方がわかりません。

314. 断熱変化 27℃, 1.0×10Pa 1.0×10m²の単原子分子からなる理想気体を断 [Pa] を求めよ。た 力 熱圧縮して,体積を1.0×10-4m² とした。 気 と圧 体の温度T〔K〕 だし,断熱変化では,TV-1=一定であり, y=1.7, 10°7=5.0 とす る。 例題43 ヒント 断熱変化であっても,一定量の気体であれば,ボイル・シャルルの法則が成り立つ。

下線部でＶではなくＶ'である理由が分かりません。 問題文に「始めにフラスコ内にあった空気の質量の何倍か」とあるのでＶになるのではないんですか？ 教えてください

発展例題 14 ボイル・シャルルの法則 132 発展問題 Labor 口の開いたフラスコが,気温 t〔℃〕, 圧力か [Pa]の大気中に放置されている。このフ S8.69%01×0,1 1969 ラスコをt〔℃〕までゆっくり温めた。 次の各問に答えよ。 (1) このとき, フラスコ内の空気の圧力はいくらか。 Com Int ANDA (2) 温度がt〔℃〕から 〔℃〕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。 MORTU 273+t__(__) (2) これから, V' =VX 273+t₁ フラスコの外に逃げた空気の体積 ⊿V は, t₂-t₁ 22 Cest 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。V=-=X273+ax)(最 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 [Pa (2) フラスコの容積をV[m²] とし, 温める前の t〔°C〕, pi〔P〕,V[m²]のフラスコ内の空気が, 温めた後, t〔℃〕 [P] 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 DIV P₁V' と. 指針一定質量の気体では、圧力が,体積 DV =一定の関係 (ボイル・ T V, 温度 T の間に, 050 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, tom L Am AV DA が成り立ち, V' J3 (²2\m) た (1) 273+t₁ 倍(S) 273+t₂ 273+t₂ m = VX 4m m 3VX = t₂-t₁ 273+t2 TEXT