2枚目が回答なのですが、回答の左下のまるで囲ってある部分はどのように導き出したのでしょうか😭

14. 混合気体の圧力 次の文章を読み、問いに答えよ。 (R=8.3×10 Pa・L/ (mol・K), 0K=-273℃) 容積8.30Lの耐圧容器Aと容積 12.45Lの耐圧容器 Bが連結され,これらの二つの容器はコックで仕切ら れている。両方の容器全体の温度は27℃に保持され、 コックが閉じられた状態で, 容器Aには分圧 コック 8.30 L 12.45L 容器 A 容器 B 100×10 Paの窒素分圧 0.75×10 Paのペンタン (CH)が、容器B には分圧 2.00 ×10 Paの窒素分圧 0.50×10 Paのペンタンが入っ ている。ここで,気体状態の窒素とペンタンは理想気体の状態方程式に従ってふるまう ものとする。 27℃におけるペンタンの飽和蒸気圧は0.76×10Pa, 23℃におけるペ ンタンの飽和蒸気圧は0.10×10° Pa とし, 27℃,および, -23℃では窒素は液体状態 にはならないと考えてよい。 また, コックおよび連結部分の容積は無視できるものとし, 液体状態のペンタンの体積は容器の容積と比べて無視できるものとする。 また, 液体状 態のペンタンへの窒素の溶解は起きないものとして考える。 (1) 両方の容器全体の温度を27℃に保持した状態でコックを開き、 十分に時間をおい た。 容器内の窒素の分圧 PN (1) [Pa〕 とペンタンの分圧 Pcshua (1) [Pa〕 を, それぞれ 有効数字2桁で求めよ。 (2) コックが開いた状態で容器Bの温度を27℃に保持したまま、容器Aの温度のみを -23℃に冷却し, 十分に時間をおいたところ, 容器内にペンタンの液体が生じた。 この状態における窒素の全物質量のうち容器A内に存在する窒素の割合 ING (A) [%] と容器内の窒素の分圧 PN, (2) 〔Pa〕 を, それぞれ有効数字2桁で求めよ。 右)この状態における容器内のペンタンの分圧 PcsHia (2) 〔Pa] と液体状態のペンタ ンの物質量 n [mol] を, それぞれ有効数字2桁で求めよ。 [大阪公大]

シャルルの法則の問題です (1)が分かりません B室の体積を20×50とできるのは何故ですか？ピストンが動いたらA室の体積だけでなくB室の体積も変わると思いました

50. 〈シャルルの法則> CELL コック a ピストン コック A室 B室 図のように、両端にそれぞれコックaとbがつい た断面積 20cm2のピストンを備えた円筒容器があ る。 コックabを開いた状態で, A, B 両室の空 気は27℃, 1.0×10 Paである。 いま (1),(2)のよ うに操作するとき, ピストンはそれぞれ何cm移動 するか。 ただし, ピストンは抵抗なく移動し, ピストンおよび円筒容器は他室へは熱を 伝えないものとする。気体定数 R=8.3×10°Pa・L/(mol・K) -50cm ・50cm (1) 27℃で, コック aを閉じ, コックbを開いた状態からA室のみを57℃にする。 (2) 27℃で, コックaとbを閉じた状態から, A室のみを57℃にする。 〔神戸学院大 ]

(1)について質問です B室のところで圧力をp1として計算しているのはなぜですか？

状態 1 A 室 IS B室 To To L L 265 断熱変化■ 図のように,両端を閉じた長さ2L, 断面積Sのシリンダー内部に, なめらかに動く厚さの無視 できる壁を取りつけ, A室およびB室に区切る。このシリ ンダーおよび壁は断熱材でつくられており, A室内の気体 はヒーターにより加熱できるものとする。 A室およびB室 状態 2 のそれぞれに, 温度 To の単原子分子理想気体1mol を封 入すると,気体の圧力はともに po となり, 壁はシリンダー の中央に静止した (状態1)。 次にA室内の気体を加熱した A 室 B 室 T1 T2 d ところ, A 室内の気体の圧力が上昇し、壁がシリンダーの中央よりd (<L)だけ右 に移動し静止した(状態2)。 A室内の気体が吸収した熱量Qと壁の移動量dの関係を求 めたい。 気体定数をRとする。 (1) 状態2におけるA室内の気体の温度 T, およびB室内の気体の温度T2を, To, L, d, Do, p を用いて表せ。 P1 5 =/1/3とし (2) を, L, d を用いて表せ。なお, 単原子分子理想気体の断熱変化では,y=1/3 po てV'=一定の関係が成りたつことが知られている。 (3)状態1から状態2への変化で,A室内の気体の内部エネルギーの変化 4UA, および B室内の気体の内部エネルギーの変化 4UB を, To, R, L, d を用いて表せ。 (4) A室内の気体がB室内の気体に対してした仕事を Wとする。 4U および 4UB を, QWのうち必要なものを用いて表せ。 (5) Q を, To, R, L, d を用いて表せ。 [22 岡山大 改] 254

コックを閉じてる時と開いてる時や仕切りが動くなどがどういう時にそうなるのかがよくわかりません。

求めよ。 50. 〈シャルルの法則> コック 〔東京都市大〕 ピストン コック a A室 B室 図のように, 両端にそれぞれコックaとbがつい た断面積 20cmのピストンを備えた円筒容器があ る。コック aとbを開いた状態で,A, B 両室の空 気は 27℃,1.0×10 Paである。 いま (1),(2)のよ うに操作するとき, ピストンはそれぞれ何cm 移動 するか。 ただし, ピストンは抵抗なく移動し, ピストンおよび円筒容器は他室へは熱を 伝えないものとする。 気体定数 R=8.3×10°Pa・L/(mol・K) -50cm- -50cm- (1) 27℃ で, コック aを閉じ, コックbを開いた状態からA室のみを57℃にする。 (2)27℃で,コックaとbを閉じた状態から, A室のみを 57℃にする。〔神戸学院大] P1 気休の分圧 BAEH

ボイルシャルルの法則を利用するのは分かりますが、 (1)の場合ってVの値が20✖️50になるのはなぜですか？そして、次に1100➗20をするのはなぜですか？ (２)中央にあるピストンがXcm右方へ移動したとあるが左方ではなぜだめなのか？

準ⅹ50. 〈シャルルの法則> 図のように, 両端にそれぞれコック aとbがつい た断面積 20cm²のピストンを備えた円筒容器があ る。 コック a およびbを開いた状態で, A, B両室 の空気は27℃, 1.0×10Pa である。 いま (1), (2)の ように操作するとき, ピストンはそれぞれ何cm移 コック a A室 ピストン コック B室 -50cm---50cm-

(1)の問題はピストンに働く力のつりあいより容器内の圧力は大気圧と等しく一定とあったのですが、温度が変化するのなら、容器内の圧力は変化しないのですか？

288 ボイル・シャルルの法則 図のように、円筒形の容 器になめらかに動くピストンをはめて気体を入れ, 大気中 で水平に置いた。 このときの気体の温度は27℃ で ピスト ンは容器の底から0.60mの位置で静止していた。 大気圧を 1.0 × 105 Pa とする。 UYUS (1) この気体を温めたところ, 気体が膨張してピストンと容器の底の距離は 0.72m になった。 このときの気体の温度は何℃か。 ストッパー -0.60ml 0.80 m

なぜ温度が下がると内部Eは減少するのですか？

251 気体の状態変化■ ピストンのついた容器の中に一定量の気体を入れ, (1)~(4) の各変化を行わせる。 各変化で, (a)~(d) の各量は(ア)~ (ウ)のうちのいずれか。 (1) 圧力を一定に保って収縮させる。 (2) 体積を一定に保って圧力を下げる。 (3) 温度を一定に保って圧力を上げる。 (4)熱を与えたり放出させたりしないで圧縮する。 (a) 気体の温度は (ア)上昇 (b) 気体の内部エネルギーは (ア) 増加 (C) 気体が外へする仕事は (ア) (d) 気体が外から吸収する熱量は ((ア) 正 (イ) 一定 (ウ) 下降) (イ) 一定 (ウ) 減少) ( 0 (ウ)負) ( 0 (負)

(4)が分かりません💦 2枚目が解説です。 kΔTcaと置くところから全く分からず...どなたか解説お願いします🙇‍♀️

例題 21 気体の変化 114 115 118 120 121 126 下図のように, 物質量が一定の理想気体をA→B→C→A と状態変化させた。 B→C は等温変化であり, A での絶対温度は300Kであった。 (1) B での絶対温度 TB 〔K〕 と C での体積Vc[m²] を求め p[Pa〕↑ よ。 (2) A→Bの過程で,気体が吸収した熱量は AT I QAB=9.0×10°〔J〕であった。 気体が外部にした仕事 WAB〔J〕はいくらか。 また,気体の内部エネルギーの0.30 変化 AUAB〔J〕はいくらか。 (3) B→Cの過程で,気体が外部にした仕事は WBc=9.9×10°[J] であった。 気体の 内部エネルギーの変化4UBc 〔J〕 はいくらか。 また, 気体が吸収した熱量QBc〔J〕 はいくらか。 3.0×105 1.0×105 C Vc V[m³] (4) C→Aの過程で,気体が外部にした仕事 WcA〔J〕 はいくらか。 また, 気体の内 部エネルギーの変化 4UcA 〔J〕, および気体が放出した熱量 QcA [J] はいくらか。

写真の問題についてですが、真空内に気体が広がったとき仕事が0とはどういうことですか？逆に容器Bに気体があった場合、容器Aの気体は仕事をしたことになるのですか？ 気体の仕事は問題の中だとピストンを動かしたかどうかで決まるものではないのですか？解説おねがいします。

43 ボイル・シャルルの法則 ③ 図のように,栓Cが付いた細い管でつながれた二つの円筒容器 A,Bがある。左の容 器 A の体積は Vo で, 右の容器Bには, なめらかに動く断面積Sのピストンが取り付け られている。 はじめ, 栓Cは閉じられており、容器Aには温度 T で外部と同じ圧力 Po の気体が入っている。また, 容器Bの内部は真空であり、体積が!となるようにピス トンが固定されている。 ただし, 円筒容器, 栓,ピストンは熱を通さず, 細い管の体積 は無視してよいものとする。 2 < 2005年 本試〉 49 容器 A Vo. To. Po 栓C 容器B Vo 2 真空 ピストン (断面積 S ) Po 問1 ピストンの位置を保ったまま栓Cを開くと、気体が容器 A, B 全体に一様に広が り温度は変化しなかった。 この過程に関する記述として正しいものを、次の①~④ のうちから一つ選べ。□△ ① 気体は外部に対して仕事をせず, 気体の圧力は減少した。 ② 気体は外部に対して仕事をせず, 気体の圧力は変化しない。 ③ 気体は外部に対して仕事をし、 気体の圧力は減少した。 ④ 気体は外部に対して仕事をし、 気体の圧力は変化しない。 JET JANU 解説 問1 容器A内の気体が容器Bに広がるとき, 容器B内は真空なので,気体は仕 事をしない。 また, 円筒容器, 栓, ピストンは熱を通さないので,この変化は断熱変 化である。 気体の内部エネルギーの変化量を4U, 気体が外部へした仕事を Wout, 外 Wout = 0, Qin=0 より, 内部エネルギー 4U =0 となり, 温度が変化しない。開栓後 の圧力をP' とすると, ボイルの法則より, 3 PV=P.Vo よって P'=1/32P 2 2 これより, ① が正しい。 SH SH $

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