この問題は、高校の熱力学ですよね？

以下の問に答えよ. エネルギー等分配則と2原子分子気体の比熱に関する以下の文章の空欄[ア][ク]を埋めよ.[ウ]は語句,[カ]は数 値、それ以外は数式である. 気体定数をR (R=kBNA, kB : ボルツマン定数, NA:アボガドロ数),気体の絶対温度をTとする。 一辺の立方体(各辺はそれぞれx,y,z軸に平行) の容器の中に1モルの単原子分子理想気体を封入する. 質量mの1個の気体分 子がx軸の方向にある速度vで運動し壁面に弾性衝突するとする.この気体分子がx軸に垂直な片方の壁面に時間tの間に衝突 する回数は[ 1モルの分子が壁面に加える力を ]である. Fとして、その力積Ftは[イ] の平均のNA倍である. 壁面に加わる圧力が FIL2で表せることから, v2の平均をvとして (気体の圧力)×(気体の[ウ])=(気体の全質量)x vという関係式が得られる. 1モルの気体に関するボイル・シャル ルの法則から、12mvx^2=[エ]が得られる.これは気体分子1個の一つの軸方向への運動エネルギーの平均を意味している実 際にはx軸のほかにもy軸、z軸があり、12v2x^2+12+12²より +1+1が成り立つ.また,これら三つの軸は等価である か つまり三つの運動の向き (自由度) に対して等しいエネルギー [エ] があるため, 気体分子1個の平 ける. 均エネルギーは[オ]となる. このすべての力学的自由度に対して等しいエネルギー[] が分配されることを 「エネルギー 「等分配則」という. 1個の気体分子が時間tの間に壁面に与える力積は[ ]であり, ここで、 水素や酸素のような2原子分子を考えよう. 2原子分子は並進運動 (x軸、y軸, 2軸の各方向) 3, 回転運動が[カ], 振動が1の自由度を持つ。 振動の自由度を無視すると, エネルギー等分配則を用いて2原子分子1個の平均エネルギーは [キ], 1モルあたりの全エネルギーを考えると, 定積比熱は[ク] となる.

電磁気の問題です。 解答(2)を見てもよくわかりませんでした。教えて下さい。

36 例題 9 コンデンサーの回路 正方形の各点を S, P Q R としたとき SP, PQ, QR, RS間を1μFのコンテ サーで結んだ。 じコンデンサーで結んだ場合は、SR間の等価合成容量はいくらか。 (1) SR間の等価合成容量を求めよ。 (2) 対角線PR, SQ間をも 【解答】1 前半の問題は、図(b)の回路と等価で ある。まず三つの容量が直列になっている部分の容量は 1 これに SR間の容量が並列につながるので合成容量Cは C-1+1/12/=/1/18 "F 3 3 (2) + (4) より 4 (2) SR間に電位差Vを与えたとき,図 (c) のように 電荷が貯えられたとすると,次の等式が成り立つ Q=Vx10-6 1 3 2Q3+Q=Vx10-6 Q2+Q3+2Q=V x 10-6 2Q-Q=V× 10 -6 合成容量をCとすると Q2+Q3 = VX 10-6 C = Q₁ + Q₂ + Q³ 2 V -= 2x10-6 F (1) (2) (3) (4) Sr P イト (a) Q2 HH GH YHHF (b) Qyt Q3 Q4 Q3+Q HF (c) Q2-Q4

量子力学・ハイゼンベルクの交換相互作用についての問題です。 参考書を参考に(あ)〜(え)まで解いてみたのですが、考え方はあっていますか？ また、(お)以降の解説をお願いします。ブロッホの定理やフーリエ変換はどのように効いてくるのでしょうか？

III. 以下の文章のあ き の枠内に当てはまる数式や記号を答えよ。 ヘ =1として,スピン角運動量1/2をもつ三つのスピンが,互いに相互作用している系を考え る。スピン演算子を$, S,, $, とすると,系のハミルトニアンは次のように与えられる。 自=-J(S, S+ S,. S。+ $。. S.), J>0. ここでも番目(;= 1,2,3) のスピンのz,9, z 方向成分をそれぞれ好,S, S とする。スピン演算 子の間には (S, SY] = iS}, [SF, SY] = 0などの交換関係が成り立つ、自) = E\d) を満たす。 固有エネルギーEとエネルギー固有状態|)を求めたい。 全スピン角運動量 Shot = $, + $2+S。を使うとハミルトニアンは次のように書き直すことが できる。 自= - + JC, 定数C= あ 'tot このことから基底状態のエネルギー固有値は 時の固有値は S= +1/2, -1/2 のニつであり,これらに相当する1スピン状態をそれぞれ↑。 ↓と記すと,3スピン状態は,|S{ S S3) = |M1),| t)などのように表すことができる。独 立な3スピン状態は全部で 具体的にエネルギー固有状態をあらわしてみよう。 まず基底状態のうちで Sto = St+ Sz + Sg が最大の状態は |S S; Sg) ちに書き下すことができる。 つぎにエネルギー固有状態のうちで Sie = 1/2 のものを求めたい,ハミルトニアンと交換可 能な演算子はハミルトニアンと同時固有状態をもつことを利用する.このような演算子の一つ にスピンをRIS; S; S) = |S; S; S;)のように巡回置換する演算子良がある。-iとなるこ とと,周期系におけるブロッホの定理やフーリエ変換を思い出すと,Rと St。と自の同時固有 状態は適切な定数A(複素数も含む)を用いて い である。 う 種類あり,規格直交基底をなす。にれらの線形結合の形で え のように直 三 る(「4)+A|)+ ^°| +t) V3 と表せることが分かる。Aの取り得る値をすべて列挙すると 底状態となるのは A- か 以上の結果からすでに二つ基底状態が得られた。残りの基底状態を列挙すると, お となる.このうちで,基 の場合である。 き と なる。

(2)は，2枚目の写真のような解釈で合ってますか？ (3)は，3枚目の写真にある図を描いたのですが，結局詰んでしまいました…この後どうやって解けばいいのでしょうか？

1. 三つのカルノーサイクル、To<Ti で働く Ci、To < Tz で働くC2、Ti< Tz で働く C3 を組み合わせ た以下の機関について問いに答えよ。 (1) C」 と Cs を順回転で直列に接続する。すなわち、C3 でT」に排出する熱を C」 に注入する時、全 体のエネルギーの流れ図と、機関の効率を求めよ。 (2) 一般にサイクルの効率は、高温熱源の温度 T, を与えたときは低温熱源の温度が低いほど高い。 そこで、室温Tより低い温度 Toの低温熱源を用意し、C2を動かす。さらに、C2のする仕事の 一部を利用して C」を逆回転させた冷却器を動かし、C2 により低温熱源へ放出された熱を取り 除く。全体のエネルギーの流れ図と、機関の効率を求めよ。 (3) ガスを燃焼させた高温熱源 T2と室温T; で働くC3 の仕事を利用して、Ci を逆回転させた冷却 器を動かす。全体のエネルギーの流れ図と、燃焼させたエネルギー Q2に対する低温熱源から奪 う熱Qoの比を求めよ。

マーカーのところってどのように近似してるのですか？

7較の2 9z 2 6z "8z OS 6* 9の (寺 -e計のみつ な。 や万,が のぐー2の で時間空間的に変化するとすれば 2 デー ee?一jro三0 となり 図 10-7 ニーソ(zoo二ee?) 王(1上すり)YZzo/2三①)/2 (9三Y2/ zoの) を三e/c とおき, 電界や磁界の成分を ちあe-%*。 万三万e-*%! と書き, 三つの領域で次のよ ヶ生0 : 選三oe二戸ばく 万(%/んoo) (Peは2:一戸,e-はの 0ミニ2 : とーーだoeの上だ/e-7" (6/Zo) (だ2一だ7e-せ9 gz : アーp,e2 万=(%/Z。o) あecばく ヶ三の での連続条件 : ze“二戸"の7三刻,/eは9 > CN 5 だeeー eeニgEret6 ただし 8ニニ 7 守 9 (Qiデの ZiCd り) 応三1/2) 6) 記27-の4。 だ/三1/2) 1一8) 記せの4 を三0 での連続条件 : 玉士戸ーア+だ/。 所一把ニ(1/8) (ダーめど) これを 記, 玉 について解き, 上に得た だ, "を代入すると が=Q/26) {8+1) だ21だ ニ①/48) (d+8)?e-"“ー ローg) 2769) 6は6記。 か=Q①⑪/28) ((@-)だ(8+1 下り = /48) (6?ー1) (6-""ーet) 2は6 173((28gssl (と括りSSいい3) (つの) 。 太。 d+の2e-““ーローの7e76 1T8)?一ローの2e-% CYS 49e は9 VetseciS 右記 (6はTQM2つ。 (Ra だだ| メニーix2=ニ1一2/8

この問題を教えてください🙇‍♀️ 2次元の問題をどう考えればよいのかが全く分かりません…

2. 一辺 z の正方形と近似されている分子の中央部分に一辺 0.4z の正方形部分と 0.8g の 正方形部分を考える. 三つの正方形は, 中央を とし辺を平行にして重ねられてい る. すなわち三重の同心円の「蛇の目」を正方形で構成する. そして各部分のポテン シャルエネルギーは: * 中央の 一辺 0.4 部分はレニ+% *0.4g て0.8a 部分はレニ *0.8g >a 部分はげニ0 * 一辺 。 の正方形の外では=ニco となっているとする. この様子を図示せよ. 3. 最低エネルギーの状態から 5 番目のエネルギーの状態までのそれぞれについて., 前述 のポテンシャルエネルギーを持つときの, 一次の摂動エネルギーを求めよ. - 一辺の長さが 。 = 1000 nm であるとし, ここに 26 個の電子が入っているとすると、 最低の励起エネルギーはいくらになると予想されるか? 6

コンデンサーの問題教えてください

!. 2. 電気容量G,,C。のコンデンサーと起電力の電池を下図のように接続する。ただし 5っ S3はスイ ッチで最初は開いている状態とする。 7 Sぅ 53 ニニーー はne まずスイッチ5だけを閉じたときにコンデンサーC,にたまる電荷0を求めよ。 Ci 次にスイッチ,あを閉じたときにコンデンサーC,C。にたまる電荷01,0'。を求めよ。 欧に全てのスイッチを閉じたときに電池から三つのコンデ フンサーSEKCAOEEIM 0"を求めよ。

大門2.8と2.9を教えてください！

人還 に3まん! うに) 三つの固定壁 A、 B の間に縦弾性係数が 万 である同一材料か 丸棒を取り付ける. 3固定壁の間に取り付けられている状態 台 A に生ずる反力を求めよ。 が段付き棒の長き、Z+) よりもわずかな長きだけ小さかっ 出力らを作用るさせない状態で固定壁に生ずる反力を求め の向きのカカアを作用 権を結合し。カで引っ天る. 中央の棒に生ずる応力お 間の変位 94c を求めよょ ただし, 5 本の部材の断面積終 る Ap P 蘭)