(ウ)の解答の ③の式をそのまま変形して、内部気圧の密度 ρ’=βPoa/αTo としてはいけないのですか？

(1)気体の圧力P,密度p,絶対温度Tの間には,状態方程式より P=apT の関係が成り立つ。 定数 αを気体定数Rと1モルの気体の 質量 m で表せ。 (2) 熱気球がある。 風船部の体積はV[m]〕であ り,風船部内の空気 (内部空気)を除いた全体の 質量は M [kg] である。 内部空気の圧力は外気 圧に等しく,温度は自由に調節できる。 地表で の外気の圧力をPo〔Pa〕, 気温をT [K], 密度 をpo[kg/m²〕 とする。 (ア) 内部空気を加熱していくと,気球は地表に 材で V した 外気 Po, To. Po 静止したまま,温度がT [K] となった。 内部空気の密度[kg/m²] を求めよ。 ()内部空気をさらに加熱し、温度がT [K〕 より高くなると,気球は 地表より浮上する。 [T] [K] を求めよ。 気球が浮上した後, 内部空気の温度をαTo 〔K] (α>1)としたとこ ろ,気球はある高度で静止した。 そこでの外気の圧力はβPo〔Pa〕 (β<1) であった。 内部空気の密度ρ’〔kg/m3〕, および外気の密度ρ [kg/m²〕を求めよ。 (防衛大 + 大分大)

(3)です なぜ定圧モル比熱の式を使うのですか？ また、(4) でQ-ΔUなのはなぜですか？ 第一法則を式変形してもそんなふうにはならなくないですか？

① 基本例題23 定圧変化 基本問題 143, 144, 148, 149 温度 27℃の単原子分子からなる理想気体が1.0molある。 この気体の圧力を一定に保 ち、体積を2倍にした。 気体定数Rを8.3J/ (mol・K)として、次の各問に答えよ。 (1) このときの気体の温度 [℃] を求めよ。 (2) 気体の内部エネルギーの増加⊿U[J] を求めよ。 (3) 気体が得た熱量 Q [J] を求めよ。 (4) 気体が外部にした仕事 W' [J] を求めよ。

・物理 ピストン (ⅱ)詳しく解説お願いします🙇‍♂️

「④断面積Sのピストンが取り付けられた容器の中に、カモルの理想気体を入れる。外 気圧はP。 で内部の気体の圧力と体積はPo Voである。ピストン、容器ともに熱をよ く通し、気体の変化は等温でおこるとしよう。 Po Po S Vo +x x=0 (i) ピストンを右へ動かして位置になったときの気体の圧力変化 4P を求めよ。 Ans. 各自調べておこう。 ① (i) TB=2TA, TC=4TA, TD=2TA (ii) (ア) AU AB = - =PV 2 (iii) (7) AUBC=3P V (iv) (7) AUCD=-3PV (1) QAB=- =P.V (イ) QBc=5PV ((v) (ア) AU Vo 2 (vi) (ア) AU サイクル = 0 そこから静かに放して周期運動させよう。ピストンの質量をM,加速度をαと して位置のときの運動方程式を書け。 ただし, 1は十分小さくてVに比べてSL は無視できるとしよう。 ( 2 (vii) e= (m) ピストンの周期運動の周期Tを求めよ。 13 (ウ) WAB=0 (ウ) WBc=2PV (イ) QcD3P.Vo (ウ) WCD = 0 (イ) QDA=- P.V (ウ) WDA=-PoVo (イ) Qサイクル=P.Vo (ウ) Wサイクル=PvVo Wtotal Qin POVO 2 3 ③ (i) II 面積変化で考えて (3 三t poro (ii) II Uはどこも等し QtotalWtotal Wtotalが大きいものほどQ (iii) (7) AUAB = 0 (iv) (7) AU Bc = -PoVo A(v) (7) AU CAP.Vo 3 (イ) QAB=Qo (ウ) WAB=+Qo 5 (1) Qrc= (ウ) WBc=-1 2 3 = (イ) QCA = PoVo (5) WCA=0 (vi) e e= Qo-Povo Qo+- 2 13 P.Vo PoSt (i) AP=- Vo + SU PS2) (ii) Ma=-- X (iii) T=2π MV。 PS2 1441

(1)はなんで10^-3をかけているのでしょうか？ (1)の式と、N=nNaの関係式を代入して、の後からもわからないので説明お願いします。

リードC 基本例題 20 気体分子の運動 122,123 解説動画 質量mの気体分子N個が体積Vの容器内にあって、 気体の圧力がかであ Nmv2 るとき、 気体分子の速さの2乗の平均を とすると,p= が成りたつ。 3V (1) 気体分子の質量m (kg単位) を, 分子量 Mo, アボガドロ定数N』 で表せ。 (2)状態方程式を用いて、二乗平均速度を Mo, 温度T,気体定数R で表せ。 (3) 分子量2の水素と分子量32の酸素の混合気体がある。 その温度が一様であると すると, 水素分子の二乗平均速度は酸素分子の二乗平均速度の何倍であるか。 脂酬 (1) 分子量 M。 は 1mol当たりの分子の質量(g単位) を表す。 (1) 1mol (N個) の気体分子の質量は Mox10mN (単位はkg) よってm= Mox10-3 NA (2) 気体の物質量をn [mol] とする。 状態方程式 「pV=nRT」 を用いて 問題文の式を変形すると NA (1) の式と, N = nN』 の関係式を代入して 3nRT 3RT = 3RT Mox10-3 na Mo×10-3M×10-3 よって= (3)が一定のときは に比例する。 Mo pV= Nmv2 3 =nRT よって J3nRT Nm 基本 2 水素は酸素に対してMが 倍で 32 16 あるから、√は1/16 =4倍 125 動画

メスシリンダー内の気体が入る容量は狭くなっているのになぜ容積が大きくなるかがわかりません。ボイルの法則で言われればその通りなんですが直感的にわかる方法で教えて欲しいです

問4a 23 正解 ③ 水槽の水面とメスシリンダー内の水面を一致させるのは, メスシリンダー内の混合 気体の圧力(気体Xの圧力Pxと水蒸気圧 PH2O (気) の和) と大気圧Pを等しくする (P=Px+PH2O(気)) ためである。 メスシリンダー内の水面が水槽の水面よりも高い 状態 (図ア)では,メスシリンダー内の気体 Xの圧力Px と水蒸気圧 PH2O (気) と水槽の 水面より高い分の液体の水にはたらく重力による圧力 (水圧) PH.O (液) との和が大気圧 Pとつり合うことになり (P=Px+PH20 (気) +PH2O(液)), メスシリンダー内の混合気 体の圧力は大気圧よりも小さくなる。 6 反 大気圧 P 混合気体の圧力Px+PH2O (気) 水圧PH2O (液) Im ON 図ア メスシリンダー内の混合気体と大気圧の関係 このときのメスシリンダー内の混合気体の圧力が大気圧Pとくらべて水圧 PH2O (液) の分だけ小さくなっているので, ボイルの法則 PV = P'V' より 混合気体の体積 は圧力に反比例し,415mLよりも大きくなる。 I 1 1 I

なぜ5/2Rになるのですか 3/2Rじゃないのですか

(2)(第1かした仕事ノー 310 ■循環過程 1mol の単原子分子の理想気体の圧力 p, p 体積Vを図のような経路に沿って変化させた。 状態 A の 3加 絶対温度は To である。 気体定数をR とする。 B C (1) 状態 B, C, D の絶対温度をそれぞれ, To を用いて表せ。 Po A→B, B→C, C→D, D→A の各過程で気体が得た熱 量 QAB, QBC, QCD, QDA をそれぞれ, R, To を用いて表せ。 A D 0 Vo 2V (3)1サイクルで気体が外部にした正味の仕事を,R, To を用いて表せ。 (4)このサイクルを熱機関とみなし、熱効率を求めよ。 答えは分数のままでよい。

（3）で分子量が大きいほど理想気体からのずれは大きくなると書いてあるのですがグラフのどこで判断しているのですか？

思考論述グラフ 5 理想気体と実在気体 気体の圧力を P[Pa], 1.5 [体積を V[L], 温度を T[K],物質量を1mol とす る。図は,400K における3種類の実在気体A, Z C B,Cについて, Z=PV/(RT) の値とPの関係 PV を示したものである。 1.0 B RT (1)2×107Pa において, 体積が最も大きい気体 はどれか。 A 0.5 0 2 6 気体AとBでは,圧力の増加とともにZの P[x107Pa] 値がいったん減少したのちに増加している。 その理由を述べよ。 (3) 気体A, B, Cに該当するものをメタン, ヘリウム, 二酸化炭素の中からそれぞれ 選び,その理由を述べよ。 16 4 44 111 昆虫とそれぞれどの上

化学の気体の計算の問題です なぜそのまま水蒸気の圧力を求めないのでしょうか

120 応用例題 9 プロパンの燃焼 61,63 解説動画 2.0Lの容器にプロパン CaH0.010mol と酸素 0.070 mol を入れて 27℃ にした。これに点火し、プロパンを完全燃焼させた。 容器の温度を27℃にしたとこ ろ水滴が生じ, 圧力は 6.60×10^ Pa になった。 気体定数R=8.3×10 Pa・L/(mol・K) として,次の問いに答えよ。 燃焼前の容器内の圧力は何 Paか。 (227℃の水蒸気圧は何 Pa か。 指針 (1) 温度、圧力、体積,物質量の関係は,気体の状態方程式で表される。 (2) 水蒸気圧=全圧-水蒸気以外の気体の圧力 解答 (1) 気体の状態方程式 V=nRT より, [Pa]×2.0L=(0.010+0.070) mol×8.3×10°Pa・L/(mol・K)×(27+273)K p=9.96×10^Pa≒1.0×10 Pa 答 第1編 (2) C3H8 + 2502 (反応前) 0.010 0.070 (変化量) -0.010 -0.050 (反応後) 0 0.020 3CO2 + 4H2O 0 0 (mol) +0.030 +0.040 (mol) 0.030 0.040 (mol) 反応前の気体の物質量の合計は 0.080mol で, その圧力は 9.96×10 Pa。 反応後の水蒸気以外の気体の物質量の合計は 0.050mol で, その圧力を物質量の 比から求めると, 0.050 mol 19.96×1.0.8 9.96x10' Pax =6.225×10 Pa 0.080 mol 水蒸気圧=6.60×10 Pa-6.225×10Pa=3.75×10° Pa≒4×10° Pa答 圧 水蒸気以外の気体の圧力

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]

への問題です なぜQ=U+WのWを考慮せずに立式しているのでしょうか？ 定圧変化であるためW=0ではないはずなのになぜかWがありません、、、どなたか教えてください

音源1 19 ntsto 発する音源と音源2が置かれ 音源は静止しており、音源2 音源2の間にいる軸 されており,ヒーターの体積と熱容量は無視できる。 また、シリンダー内の熱が ヒーターを通して外部に漏れることはない。 気体定数をRとする。 ヒーター 風はなく, A B 冷却器 音源2 L 図2 2025年度 前期日程 物理 図1 (イ)観測者が観測した音源2からの音の振動数を求めよ。 (ロ) 観測者は動き続けたまま、音源2は点Aに到達すると停止し, 十分に時間が 経過した。 その後観測者が点Aに到達するまでの間に観測する単位時間あたり のうなりの回数を求めよ。 なお、観測者と点Aの距離は十分に長く、観測中に 観測者が点Aに到達することはないものとする。 (B) 図2のように, 断面積 S, 全長Lのシリンダーの片側の壁にヒーターが取り 付けられており,他方の壁の中央には冷却器が壁と隙間を開けることなく取り付 けられ、壁となめらかに接続されている。 そして, シリンダーの中には両端の壁 の間をなめらかに動く質量M厚さ / Lのピストンがシリンダーと隙間を開け ることなく取り付けられており、シリンダー内部はピストンによって2つの空間 に分かれている。 2つの空間それぞれに物質量1molの単原子分子の理想気体を 密封し,ピストンのA側をヒーターのある壁からLの位置で静止させたとこ ろ、2つの空間の気体の圧力と温度は同一であった。 このときの温度を T とす る。ヒーターに電流を流したところ、ピストンはゆっくりとなめらかに動き出し た。ピストンB側の空間の気体は冷却器によって温度が T, に保たれている。 そ して、ヒーターによる加熱をやめたところピストンは停止し, ヒーターのある壁 からピストンのA側までの距離は3Lであった。ピストンとシリンダーは断熱 2 (ヒーターに電流を流す前と, 加熱をやめてピストンが停止した後で、ピスト ンのA側の空間の気体の内部エネルギーの増加を求めよ。 () ヒーターから気体に与えられた熱量をQとしたとき,ピストンが動き始め てから止まるまでに冷却器が気体から奪った熱量を求めよ。 大 次に、冷却器を外してストッパーを設置し, シリンダーからピストンが抜けな ぃようにした。 そしてゆっくりとシリンダーの向きを変え、図3のようにシリン 2 ダーの中心軸を鉛直線と平行にする。ピストンはゆっくりとなめらかに動き、ビ ストンのA側はシリンダーの上底からLの位置で静止した。このときのビス トンのA側の気体の温度はTであった。 この状態を状態Iとする。