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物理 高校生

この問題の(4)のことで緑線で囲った部分の言っていることがよく分からないので教えてほしいです。

70. <ピストンで封じられた気体〉思考 図1のように,摩擦なしに動くピストンを備 えた容器が鉛直に立っており,その中に単原子 分子の理想気体が閉じこめられている。容器は 断面積Sの部分と断面積 2S の部分からなって いる。ピストンの質量は無視できるが,その上 に一様な密度の液体がたまっており,つりあい が保たれている。 気体はヒーターを用いて加熱 することができ,気体と容器壁およびピストン との間の熱の移動は無視できる。 真空 真空 真空 2S S 2 12 液体 液体 h 2 液体 ピストン 気体 h+x 気体 h 気体 2 ヒーター 図 1 図2 図3 また,気体の重さ, ヒーターの体積, 液体と容器壁との摩擦や液体の蒸発は無視でき,液体 より上の部分は圧力0の真空とする。 重力加速度の大きさをgとする。 次の問いに答えよ。 〔A〕 まず,気体、液体ともに断面積Sの部分にあるときを考える。 このときの液体部分の 高さは今である。 2 h (1)初め,気体部分の高さは12,圧力はP。であった。液体の密度を求めよ。 (2) 気体を加熱して,気体部分の高さを1からんまでゆっくりと増加させた(図2)。この 間に気体がした仕事を求めよ。 (3)この間に気体が吸収した熱量を求めよ。 〔B〕 気体部分の高さがんのとき, 液体の表面は断面積 2Sの部分との境界にあった(図2)。 このときの気体の温度は T であった。 さらに, ゆっくりと気体を加熱して, 気体部分の 高さがん+x となった場合について考える (図3)。 1 x>0では,液体部分の高さが小さくなることにより, 気体の圧力が減少した。 気体の 圧力Pを, xを含んだ式で表せ。 (2)x>0では,加熱しているにもかかわらず,気体の温度はTより下がった。 気体の温 度Tを x を含んだ式で表せ。 気体部分の高さがんからん+xに変化する間に, 気体がした仕事 W を求めよ。 ④ 気体部分の高さがある高さん+X に達すると, ピストンをさらに上昇させるために必 V要な熱量が0になり, xがXをこえるとピストンは一気に浮上してしまった。Xを求 めよ。 [11 東京大〕

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化学 高校生

写真中の問題①も問題②も初めて解いた時に間違った過去問の解説をメモしたものです。その問題2つの解説内容について質問です ①の問題について赤い線でもで囲われてる式の解き方でも解けますか?グラフを求めよってだけで考え方根本は②の問題と一緒だということで合ってますか?又、①の問... 続きを読む

① とけやすい! バイオエタノールは、脱炭素社会に向けて, その利用の拡大が期待されて る燃料の一つである。これは、植物に含まれる糖質から得られる (a) 2 CHO.1の反応により発酵させて製造されている。 酸化・環えの問題で、式が1つしかない時はまずもう1つ書き出すとい 考えて眠く グルコー これが問題 (1) あとは、 CH: O 2 CHOH + 200. エタノールの殺菌効果は、エタノール水溶液の濃度(質量パーセント)が 40%程度から現れ、 (b) 70%で効果がきわめて大きいと考えられている。 アルコール飲料には、エタノールが含まれている。 体内に入ったエタノール は、酵素のはたらきにより, アセトアルデヒド CH,CHO, 酢酸 CH COOH へ と酸化される。(c)エタノールが酸化されてアセトアルデヒドになる変化は、 電子を含む次の式のイオン反応式で表される。 C₂ H3OH + CH3CHO+2*+2e-· 「エタノールをしよ croom24141+60→2cr347H2O この2つを一体化させて、 [Ch₂On³+ 8H+ + 3 C2H5OH + 2 C³ +7 4.0+ 3CH,CH になるから 0.10 x (10) 1000×2=0.10×1000 ☆イオンが間のやつ絶対忘れるな!! ・関係式が13である 答えは② C₂H₂OH CHCHO + 2H* + 2e" (2) 下線部(c)に関連して、硫酸で酸性にした 0.10mol/Lのニクロム酸カリウ ム水溶液を用いてエタノールを酸化し、アセトアルデヒドにした。用いた クロム酸カリウム水溶液の体積(mL)と酸化されたエタノールの物 (mol) の関係を表すグラフとして最も適当なものを、下の①~⑤のうちから つ選べ。ただし用いたニクロム酸カリウムはすべて消費され、その酸化 剤としてのはたらきは、電子を含む次のイオン反応式で表される。 11 CO2 + 14H + 66→2CP + 7HO 酸化されたエタノールの物質量 0.010 の時の 10,10x 0.008 1000' 0.006 アセトアルデビトmol エタノール 0.004 ④ 0.002 (mol) 10 20 130 ニクロム酸カリウム水溶液の体積(ml) (2) 0.100mol/Lのシュウ酸ナトリウム水溶液10.0mLに、硫酸酸性の条 濃度不明の過マンガン酸カリウム水溶液を滴下していくと, 16.0mL したところで過マンガン酸カリウム水溶液の赤紫色が消えなくなった。 ンガン酸カリウム水溶液のモル濃度は何mol/L か。 最も適当な数値を の①~⑤のうちから一つ選べ。 ただし, 過マンガン酸カリウムの水溶液 の変化は,次のように表される。 16 mol/L MnO4 + 8 H+ + 5 e¯ → Mn²+ + 4H2O 6204²+2002+2e- 16 0.100 x 1000=xx1000x5

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物理 高校生

名問の森の質問です。 (2)の解説部分の赤線がなぜなのかいまいちよく分かりません。教えてください🙇‍♀️

BxX 31 直流回路 電圧 100Vで使用すると, 80 W を消費する電球 L と, 40W を消費 する電球 M がある。 L, Mにかかる電圧 V〔V〕 と,電球を流れる電流 I〔A〕との関係を示す特性曲線は図1のようである。有効数字2桁で 答えよ。 19/9 名 00(1) Lに電圧 80Vをかけて使用するとき,Lの抵抗値はいくらか。ま た,消費電力はいくらか。 × (2) Lを電圧 100Vで使用しているとき,Lのフィラメントの温度は いくらか。ただし,抵抗の温度係数を2.5×10-3/℃ 室温を0℃と する。また,図1の点線はLの特性曲線の原点における接線を示す ものとする。 だから (3)図2において,Eは内部抵抗の無視できる起電力 120V の電池 Rは100Ωの抵抗である。 L を端子 XY間に連結して使用すると きLの電圧と消費電力はいくらか。ば (4)Lと100[Ω] の抵抗3本を並列にして(図3), 図2のXY間に連 結して使用するとき,Lにかかる電圧はいくらか。 × (5) LとMを並列にして、 図2のXY間に連結して使用するとき, L の消費電力はいくらか。 また, 回路全体での消費電力はいくらか。 Level (1) ★ (2) (3) (4) (5) Point & Hint Poji[C]での抵抗値は0袋)の (2)(4は抵抗の温度係数)が漁費電力 31 105 民として、R=R(1+al)と表され が大きいほど高温になる。つまり、グラ フの右上に向かって温度が高くなっている。 すると室温はどのあたりか。 706 図1を生かしたいのでにかかる圧を流れる電流を」として、キル ヒホッフの法則で関係式をつくる。一種の連立方程式の問題だが, グラフ上で解 くことになる。 (5)LとMを1つの電球とみて特性曲線をつくってみる。 LECTURE (1) 図1より V = 80[V] のとき I=0.7 〔A〕 の電流が流れるから, オーム の法則 V=RI より抵抗値 Rは R= == 80 0.7 ≒1.1×102 [Ω] 消費電力は VI = 80×0.7=56 〔W〕 RI2を用いてもよいが, VI ならダイレクトに計算できる。 10 M+J (2)V=100 〔V〕 のとき, I = 0.8 〔A〕 だから VOST V 100 R= == =125 [Ω] I 0.8 室温0℃はジュール熱の発生が無視できる原点近くの (VIが0に近い) 状態である。 [℃] での抵抗値 R のまま一定を保てば, 特性曲線は点線の 20 0.4 0.2 I[A] 1.2 225 1.0 0.8 0.6 Y 120V 100Ω RATE 図2 L IM 091 0 0 20 40 60 80 100 120 100Ω V(V) 図1 図3 ような直線となるはずだから Ro=1.0=20[Ω] よって, 求める温度を t [℃] とすると 点線のどこを 3. |使ってもよい 125 = 20 × ( 1 + 2.5 × 10-3t) .. t = 2.1×103 [℃] (3)Lの電圧、電流をV, I とすると, キルヒホッフの法則より 120 100I+V ・・・・・・ ① この関係を満たす V. Iは次図の直線(実線) で表される。 Lの特性曲線との交点が求める答 えだから V = 60[V] I = 0.6 (A) 消費電力はVI=60×0.6=36〔W〕 式①をグラフ化するとき 1次式だから直線 100Ω 120V 図 a

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