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物理 大学生・専門学校生・社会人

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B 【問5】 (第1回レポート 【問4】 の続き) 図のように, 温度 T の環境下で、 取手のつ いたピストンがある容器の下側に物質量 n の理想気体が封じ込められていて, 容器の 上側は真空になっている. 気体は容器を通して外界との熱のやりとりは自由にできる ものとし、ピストンの質量は無視できるほど小さく, 滑らかに動かせるものとする. ピ ストンの取手の上におもりをのせてあり, 気体の体積はV」 となっている. 以下の 問いに答えよ. (i) おもりAがのっている取手の上に, 追加でおもりBをのせるとピストンはさら に下降し、しばらくしたのちピストンは静止して気体の体積がV2 となった. こ の状態変化に伴うエントロピーの変化量 AS1 2 を求めよ. (ii) おもりBだけを取り除くと, しばらくしたのち気体の体積は V1に戻ってピストンは静止した. この状態変化に伴うエ ントロピーの変化量 AS2→1 を求めよ. (iii)(発展問題) (i) (ii) それぞれの過程でのエントロピー生成 7 Sgen1→2, Sgen2→1 を求め,これらの過程の可逆性を論 じよ. (iv) (発展問題) おもりAがのって熱平衡である状態1と, おもりBがのって熱平衡である状態2の間における, ヘルムホ ルツの自由エネルギーの差 AF1→2= F2 - F1 を求めよ. (v) (発展問題) 状態変化 1→2の間に, おもり AとBの位置エネルギーが気体に与えられる. これと (iv) で求めた AF1 2 との差は何を表しているのかを議論せよ. *4 ガソリンエンジンの熱力学的モデルとされるサイクルである. C→Dが可燃性混合気の圧縮, DAが燃焼, AB が膨張, B→Cが排気・吸気 に対応する. DAにおける吸熱は温度 TA の熱源から, BCにおける放熱は温度 T の熱源へ 瞬間的に行われるものとする, *5 仕事は、体積変化に伴って圧力がするものだけとする. *6 実際のガソリンエンジンでは,過程DAでのエネルギー流入は, 熱源 A からの熱流入ではなく、 ガソリン燃焼によるエネルギー流入である. Q *7 過程 A B において, 温度 T の熱源から熱Qを受けとるとき, Sgen = (SB-SA) - T

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電気電子回路です。 この分野の専攻ではないのでできるだけわかりやすく説明していただきたいです。 よろしくお願いします。

R (1-1) 10, (1-2) 20 (1-3) 30, (2-1) 10, (2-2) 30, (2-3) 15, (2-4) 10 (1) 演算増幅器 (operational amplifier) 抵抗 (resistance), キャパシタンス (capacitance) から構成される回路 (circuit) について以下の各小問に答えよ.なお,図中の記号は以下の凡例に従うとする.また, 正弦波交流電 圧 (sinusoidal AC voltage) は複素数 (complex numbers) 表示されており、 その絶対値は実効値 (effective value) を表すとし,演算増幅器の利得 (gain) 及び入力インピーダンス (input impedance) は無限大, 出力インピーダ ンス (output impedance) は0であるとする. 虚数単位 (imaginary unit) が必要な場合には」 を用いること. V V. d+o 凡例 + 図1 aR R otol C tr (11) 図1に示す非反転増幅器 (non-inverting amplifier) の利得 A = Vout/Vim を求めよ。 なお は 0 または正の実 数である。 Vout V (12) 図2に示す回路において, 角周波数 (angular frequency) の正弦波交流電圧を印加した. 回路の利得を =vk/vo としたとき、βの絶対値を最大とする角周波数 ac を R, Cの式として示すとともに, w=a の 時の入力電圧に対する出力電圧 Pb の位相差 (phase difference) を求めよ。 (feedback circuit) として図2の回路を追加した図3の回路を考える. 今,α を0から 回路 (13) 図1の回路に 連続的に増加させながら出力 Vout を観測したところ、あるαの時に発振 (oscillation) を開始した. この時 の及び発振周波数 (oscillation frequency) を R, Cの式として示せ . 抵抗値R を持つ抵抗 〇 静電容量 (electrostatic capacity) Cを持つキャパシタンス ○ 正弦波交流電圧を出力する電圧源 演算増幅器 接地 (earth connection) C R 3 図2 Rok 20 V₂ V₂ aR 図3 R Vout -o

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電気電子回路です。 この分野の専攻ではないのでできるだけわかりやすく説明していただきたいです。 よろしくお願いします。

R (1-1) 10, (1-2) 20 (1-3) 30, (2-1) 10, (2-2) 30, (2-3) 15, (2-4) 10 (1) 演算増幅器 (operational amplifier) 抵抗 (resistance), キャパシタンス (capacitance) から構成される回路 (circuit) について以下の各小問に答えよ.なお,図中の記号は以下の凡例に従うとする.また, 正弦波交流電 圧 (sinusoidal AC voltage) は複素数 (complex numbers) 表示されており、 その絶対値は実効値 (effective value) を表すとし,演算増幅器の利得 (gain) 及び入力インピーダンス (input impedance) は無限大, 出力インピーダ ンス (output impedance) は0であるとする. 虚数単位 (imaginary unit) が必要な場合には」 を用いること. V V. d+o 凡例 + 図1 aR R otol C tr (11) 図1に示す非反転増幅器 (non-inverting amplifier) の利得 A = Vout/Vim を求めよ。 なお は 0 または正の実 数である。 Vout V (12) 図2に示す回路において, 角周波数 (angular frequency) の正弦波交流電圧を印加した. 回路の利得を =vk/vo としたとき、βの絶対値を最大とする角周波数 ac を R, Cの式として示すとともに, w=a の 時の入力電圧に対する出力電圧 Pb の位相差 (phase difference) を求めよ。 (feedback circuit) として図2の回路を追加した図3の回路を考える. 今,α を0から 回路 (13) 図1の回路に 連続的に増加させながら出力 Vout を観測したところ、あるαの時に発振 (oscillation) を開始した. この時 の及び発振周波数 (oscillation frequency) を R, Cの式として示せ . 抵抗値R を持つ抵抗 〇 静電容量 (electrostatic capacity) Cを持つキャパシタンス ○ 正弦波交流電圧を出力する電圧源 演算増幅器 接地 (earth connection) C R 3 図2 Rok 20 V₂ V₂ aR 図3 R Vout -o

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電磁気がさっぱりです。 例えばガウスの法則に出てくるn(r)とか定義はわかってもどうやって式に落とし込むのかなどが分かりません。 [1]~[3]について一つ一つ教えて欲しいです。 よろしくお願いしますm(_ _)m

電 ij<) と電位 Cm) について、次の問いに等えよ 0 = びる のとき、ずx太0 となることを示せ。 / geoe-/ ダー eyの とすると、-9@ =記となることを示 これは頃分 / お = (E+ 太あ+ お) で策 義和 0 としたものである 6 還 ) =4 (ors asデキ2) (= (か) 4オチ0 は症数 ) が電荷のない Gaums の 時 満なしの波則を満たすように定数 c,4。c の値を定めよ。又、この電電を絢積分し、原点が基準の 居 1) を示めた ye の<g=6のとき、 Gy (が度 /() = 氏 (は電科密度の決元を持つ定数 較 中心還が 軸で半任の無限長円往内に1 記= ソ記本訪 は内からの下苑 ) で電対に分布している。次の問いに答えよ。 (0) 一概に、電位が内からの下訣だけに依る(8) となる) とき、Y%(の) となることを示せ。 (円革内 (到q ) の Polseon 方程示を解いて、 電位 @。() の一般解を求めよ (9) 時外 (> g ) の Polsson 誤式を角いて、電位 ゅwi(パ) の一般解を求めよ。 (帳面 (= ) が電位 (7) の基準、9() が中心軸 (表ー0 ) で有界、ず(R) が円柱表面で 傍重として、(2). (3) の 4 個の積分定数を特定し、 円柱内外の電位 @ (7.@we(f) を求めよ 1d EMIの0) df ] (5 (9 の電位の急配から、 円柱内外の電場 (7), 戸。x(7) を求めよ。 デニ(ァ,かる) である< 団 約で一人な磁東度 お= (g。,。有。) 中の鐘唱線『() = (z(0,9).0) (図の電送の向きが 4 の増加の向き で交差しないとする) を 滞る証芝介渡 7 に作用するカのモーメント ) について、次の問いに答え yu| お '、z(り, (9 は の" 級の関数で、z(ね) = z(ち), M(ね) = M(a) とす 1 る (上線なので)。又、記人ょ= 補っ= 空 を使ってよい るーー 29 キ | (0 ペクトルの外積と面本の関係を使い、閉曲線内の面積が 9 = = (5 放) できえ5れるこ とを示せ。 いい (1 開箇約の微小反線ペクトル dr を求めよ。 (?) 役小接線ペクトルに作用する Ampere の力 dが を求めよ。 (3) dF による原点まわりの力のモーメント dV を求めよ。 (9 (@) の緒果を? で積分 (n く1くね ) してカのモーメント を求めよ。 (⑮⑲) ず = (0.0.8) (3 は義直線内の面積) とすると、 =79 x 月 となることを確認せよ。 注 (0) は解答する必要はないが、正管すれば追加の評価をする。又、(5) の計算に利用してよい。

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