[軸 [1・芋選択者用問題】(配京 33点)
ゞざのシと
ンダーと浴らかに動くピストンによって, 1 モルの単原子分子理想
気体(以下, 気体とよぶ)を閉じ込めておく。シリンダーの中にはヒーターHがあり,
遠隔操作できるようになっている。シリンダーとビストンは断熱材でつく ちれており,
た, シリンダーの厚さおよびヒーター 耳の体積 重き, 熱容量は無視する。大気圧
を 記、重力加速度の大きるを の, 気体定数を 尽 として, 以下の〔I), 【) の問に答え
よ。
シリンター
図1
【1) 茹1のように, シリンダーの底面を水平を床上に置き、シリングーとビストンを
鉛直に立てたとき、ビストンの上面と水平な天井との距離は たであり9, ビストン
の下面とシリンダーの識面との距離も / であった。このとき, 気体の圧力は2肪
絶対温度は 7。 であった。この状趣を状態1 とよぶ。
関1 ビストンの質量を Sg を用いて求めよ。
-問4 2を R、S, た。尺を用いて求めよ。
ヒーター耳をしばらくの間作動きせたところ, ビストンはゆってりと上昇し、ビ
ストンの上面が天井た挟する直前で止まった。との状態を状態2 とよぶ。
間3 状態2における気体の圧力 肪 を 肪を用いて求めよ。また, 状態2における気
体の絶対温度 7? を 7。 を用いて求めよ。
間4 状下1から状態2への変化において, 気体の内部エネルギーの変化 4 とと
ーター HHから生した熱量 の,。 をそれぞれ 双。 76 を用ぃて求めよ。
さらにヒーター是をしばらくの間作動きさせ @, と同じだけの熱量を気体に加え
た。 その壮果, 気体の状態は状態 3 となった。
問$ 状態3における気体の絶対温度 7。 を 76 を用いて求めよ。また, 状態3
ける気体の圧力 用 を 用 を用いて求めよ。 5
(TI) 図2のように, シリンダーを液体の中に鉛直に入れたとこ
から測った溢面の高きがんとなり, ビストンの上面と天寿と
た。 このとき, 気体の状表は状態 1 と同じであっ
