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図のように, 大気中に, 断面積がともに.$の円筒容器ん
B を。 その中心軸が水平になるように周定する。A は一英
が閉じており, Bは両端が開いている。 さらに。 ビストン
叶 bを用いてそれぞれの円筒に単原務分子理想気体を圭
入する。a は。 A 内のビストンと量内のピストンを連結権
でつないだもので. ビストンabは。 気寄を保ったまま
なめらかに円筒の内面に沿って水平方向に移動できるもの 1 と
とする。 円筒A, およびビストンabは断熱材でできているが 円筒B は熱をよく通す物質
でできており, 円筒 A の底には体積の無視できるヒーターが取りつけてある。 大気は, 圧力
がア, 絶対温度がアで一定に保たれ。 初め円筒AB内の気体はともに, 圧力がP, 絶対
と4 #とす4
温度が7. 気柱の長きがんであったとする。 JL > (⑯5点)
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問1 ビストンa. bを自由に動けるようにして, 初めの状態から。 ヒーターを用いて A 内の
気体をめっくりと温めて絶対温度を 27 にした。この間のピストンaの移動距離 i。および
A 内の気体がどストン a にした仕事 叱」 をそれぞれ求めよ。 ムー (5点)
問2 次に 全体を初めの状態に戻し。 ピストンbを固定しでから。 ヒーターを用いてA内
の気体をめっくりと温めで絶対温度を 27 にした。この間のピストンaの移動由苑最後
の状態における A 内の気体の圧力 ア。 をそれぞれ求めよ。また, A 内の気体の圧力ヵ と体
積の関係を表す かレグラフを考え, かレグラフ上で, この間の A 内の気体の圧力と体
積の変化を表す曲線を直線で近似することにより, この間に A 内の気体がビストンaにし
た仕事 P。 を求めよぁ ッ (8)
問3 続いて, 全体を初めの状態に戻し, ピストンbを固定してから円筒B全体を断熱材で
包んだ後, ヒーターを用いて A 内の気体をめっくりと温めて絶対温度を 27 にした。 最後の
状態での B 内の気体の絶対温度は 67/5 になったとみなせるものとする。この間のビストン
の移動距離 x。最後の状態における A 内の気体の圧力 ア。 をそれぞれ求めよ。また, この
間に A 内の気体がビストンa にした仕事 P。 を求めよ。ただし, ここでは問2 で与えた近[
似を用いずに答えること。 (⑰点)
半4 問1。 2 3の各過程において, ヒーターが A 内の気体に与えた熱量 Q.Q。 をそ
れぞれ求めよら (6点)
旬 NM
