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化学 大学生・専門学校生・社会人

まだ見たことない化学の問題で、困っています。 回答できる方、ご協力のほどお願いしたいです🙇🏻‍♂️と

上部に小さな穴が2個開いた円筒形のしょう油の容器がある。 容器の容量は110cm²で、その中に 10cm3 のしょう油が入っている(図1)。 穴の1個を指でふさいでから、この穴が上になるようにして 容器を 90 度傾けたが、中のしょう油は出てこなかった。 このときの容器の温度は280K であった。 以下の問いに答えなさい。 なお、 しょう油の重量は容器内部の空気の圧力に影響を与えないものとし、 しょう油の蒸気圧も無視できるものとする。 また、室内の温度と圧力は一定であり、 大気圧 1.01x 105Paのもとで行ったものとする。 (1cm²=1mL) 図1 容器にしょう油 が入った状態 図2 穴の一つを指で ふさいだ状態 図3 穴の一つをふさいだまま 90度傾けた状態 (1)穴の1個を指でふさがれたまま容器が正立している状態(図2)で、 容器内部の空気の圧力はどのく らいか。 有効数字3桁で答えなさい。 (2)穴の1個を指でふさいだまま容器を90度傾けた (図3)。 このときにしょう油が外に出なかった現 由を簡単に説明しなさい。 (3) (2)に続けて、ヘアドライヤーからの温風を容器に吹きかけて、 容器の内部の温度を300K にした このとき、しょう油の一部が容器の外に落ちた。 落ちたしょう油の体積を整数値で求めなさい。 なお しょう油の体積の温度による変化は無視できるものとする。

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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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