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化学 大学生・専門学校生・社会人

物理化学の質問です。 (x₁ : 溶媒のモル分率、x₂ : 溶質のモル分率) 浸透圧についての説明が画像のようにありました。途中までは溶媒の化学ポテンシャルについての式がメインで、RTln x₁=μ⁰₁L(P₀)-μ₁L⁰(P)→ μ⁰₁L(P₀)-μ₁L⁰(P)=-P(o... 続きを読む

268 浸透圧 図7.4.8を見てください。 半透膜を隔てて溶液と純溶媒が接しているとき、平 衡状態では、溶液側の圧力Pは純溶媒側の圧力P。よりも大きくなります。 この差 P-Poを浸透圧といいます。 本書では浸透圧をPosmotic" と書くことにします。 式7.4.5より、圧力Pの溶液の中の溶媒の化学ポテンシャルは次のようになり ます。 µ ₁1 (P) = µ ₁1° (P) + RT loge x₁ 圧力P。の純溶媒の化学ポテンシャルは次のように書けます。 MILO (PO) (式7.4.19*) (式7.4.20) 平衡状態では両方の化学ポテンシャルが等しいはずです。 この結果、次の式が 得られます。 *半透膜 前述したように、半透膜は溶媒のみを通すことができる。 *大きくなります 255ページでは両側のPtotal が同じであるとき、 溶質の分圧がどうなるか考えた。 そのときは平衡 osmotic になっていない。 ここでは平衡状態であるから、 溶質の分圧が両側で等しくなっている。 ★P 浸透圧を英語でosmotic pressure という。 *式7.4.19 溶液と純溶媒で圧力が違っているため、 μLL の圧力依存性をはっきりさせるために、μL (P) と書く。

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物理 大学生・専門学校生・社会人

東北大学令和5年度AO入試理学部物理系の問題です。解答がない上、解きすすめ躓きました。よければ(4)以降教えていただけると幸いです。よろしくお願いします。

問2 図2のように xy平面内を運動する荷電粒子を考える. 紙面表から裏向きに磁束 密度の大きさBの一様な磁場がかけられている. 荷電粒子の質量をm, 電荷をg (g>0) とする. 重力の影響および荷電粒子の運動による電磁波の放射は無視できるとする. 以下 の問題では、粒子の速度および加速度が粒子の位置(x,y) の時間tによる微分を用いて, dx dy) および (az,ay) = dvdvy と与えられることに注意すること. (Vx, Vy) = dt' dt. dtdt (1) my 平面内での荷電粒子の速度が (vェ,y), 加速度が (azsay) のとき, 荷電粒子の運 動方程式を m, ax, ay, Us, y, 豆, B を用いて表せ. (2) 荷電粒子の時刻t = 0 での速度が (ux, y)=(V,0)であるとき,一般の時刻 t (t> 0) での速度は (ひz, y) = (V cos wt, V sin wt) となる. ここでw, V は定数で ある. この式を問 (1) の運動方程式に代入することによりωを求めよ. 次に図3のように, 一様磁場に加えて,大きさ E の一様な電場をy軸の正の向きに加 える. (3) 荷電粒子が時間によらない一定の速度 (uz, Uy) で運動しているとき,その速度 (ux, uy) を B, E で表せ. う (4) 問 (3) 一定速度 (uz, Uy) で動く観測者からみた荷電粒子の速度を (ぴっぴY), 加速 度を (ds, dy) とするとき, 運動方程式をm,d's dy, 2,4,B,Eのうち必要なも のを用いて表せ. (5) (4) において, 時刻 t = 0 での速度が (v^2)=(V', 0) であるとする. 問 (2) の 結果に注意して,一般の時刻t (t> 0) での (vay) をt,w, V' を用いて表せ.ここ 問 (2) 解である. (6) 静止している人から見て, 荷電粒子が時刻 t=0において位置(x,y)=(0,0) から 初速度(vェッuy) = (0,0)で運動をはじめた. (a) 時刻t (t > 0) での荷電粒子の速度 (vx, y) を t,w, B, E で表せ. (b) 時刻 t (t > 0) での荷電粒子の位置 (x,y) をt,w, B, E で表せ. (c) 荷電粒子はæ軸 (y = 0) から離れたあと, 時刻 t = T (T> 0) で再び軸上に 戻った. t = 0 から t = Tまでの荷電粒子の軌跡の長さLをw, E, B で表せ. 磁場B 速度(vェッy) 荷電粒子 図2 -X 磁場B 図3 電場E IC

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