図1のように,底面に加熱·冷却装置を取り付けたシリンダーが,水平な床面上に置かれ
ている。シリンダー内には、底面に平行の向きを保ったままなめらかに動くピストンにより
単原子分子の理想気体が封入されている。ピストンとシリンダーは断熱材でできており,ピ
ストンの断面積はSである。大気圧を po, 気体定数をRとする。はじめ, シリンダー内の気
体の圧力はpo, 体積はV., 絶対温度はT。であった。この状態を状態態Aとする。
状態Aから加熱冷却装置で気体をゆっくりと加熱したところ,シリンダー内の気体の圧
力が一定のまま,ピストンがゆっくりと移動して,図2のように体積が3V。となった。この
状態を状態Bとする。
状態A
状態B
シリンダー
po
Vo
To
po
po
3V。
床面
加熱·冷却装置
ピストン
図 1
図
2
問1
シリンダー内の気体の物質量はいくらか。
問2 状態Bでのシリンダー内の気体の絶対温度はいくらか。
問3 状態A→状態Bの過程で,シリンダー内の気体が外部にした仕事はいくらか。