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物理 高校生

6番が分かりません。教えて欲しいです。

4、次の問いに答えよ。 (1)物質全体の温度を1K上昇させるのに必要な熱量を何というか。(教P100) (1)の単位を単位記号で答えよ。(教P100) (3)物質1gの温度を1K上昇させるのに必要な熱量を何というか。(教P100) (3)の単位を単位記号で答えよ。 (教P100) (5)温度の違う物体を接触させると、 高温の物体から低温の物体に熱が移動し、やがて温度が等しくなる。 この現象を何というか。 (教P101) (6)気体を形づくる分子や原子がもつ,分子間, 原子間の力による位置エネルギーや熱運動による運動ェ ネルギーの総和を何というか。 (教P102) 5.[熱量の保存] 次の問いに答えなさい。(教 P100~101) (1)温度 20℃、200gの水を 30℃に上昇させるには、 何Jの熱を与える必要があるか。 ただし、水の比熱は4.2J/(g· K) とする。 (2)鉄の比熱は 0.45J/(g· K) である。 0100gの鉄球の熱容量はいくらか。 のこの鉄球の温度を 20℃だけ上昇させるには、何Jの熱を与える必要があるか。 (3) 40℃の水 100kg が入った浴槽に 90℃の焼け石 20kg を入れたとき、浴槽の水と焼石の温度が同じになっ た。何℃になったか。 なお,このとき、浴槽への熱の移動はないものとする。 また、 水の比熱は4.2J/(g·k), 石の比熱は0.9 J/(g· k) とする。 6. [熱効率 (1)熱効率eの関係式を、熱機関が高温熱源から吸収した熱量Q て表しなさい。 (2)熱効率 40%の熱機関を用いて15kgの物体を2m持ち上げた。重力加速度を9.8m/s?としたとき、 の熱機関がした仕事はいくらか。 の熱機関に与えられた熱量はいくらか。 次の間いに答えなさい。(教P104) 、低温熱源へ排出した熱量Q2 を用い 2/2 文部科学省認可通信教育 文部科学省認可通信教育

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物理 高校生

(1)のグラフなのですが、ab間の変化度合いの方がcd間の変化度合いより大きい理由を教えて欲しいです。

A→B よって Eント 69 (気体の状態変化と熱効率〉 Q 「DV=ー定」はアソンの法則といい, 理想気体の状態方程式 「V=nRT」 よりpを消去すると, nRT - =ー定 と表せるがnとRが定数であることから, ポアソンの法則は「TV7-!=ー定」 とも表せる。 (2) 状態。 Pa V (1) a→b, c-dは かV'=一定, b→c, d→aは V=一定 であるので図a a のようになる。 A→B (2)断熱変化では熱を吸収, 放出しないので, 熱を吸収, 放出するのは定積変化 であるb→c, d→aとなる。 b→cについて, 定積変化なので, 気体は仕事をしない。気体が吸収した熱 量をQbc とおくと, 熱力学第一法則より Qbc=Cv(Tc-T.)+0※A← Te< To より Qbc <0 となるので放熱しており, その熱量は Cv(T,-T.) d→aについて, b→cのときと同様に, 気体が吸収した熱量をQaa とおく と,熱力学第一法則より Qan= Cv(Ta-T.)+0 T> Ta より Qan>0 となるので吸熱しており, その熱量は Cv(T.-Ta) (3)気体が仕事をしたのはa→bとc→d。 断熱変化なので, 気体がした仕事 をそれぞれ Wab, Wed とおくと熱力学第一法則 「Q=4U+WLた」 より a→b:0=Cv(T,-T.)+Wab c→d:0=Cv(Ta-T)+Wed よって W=Wab+ Wed=Cv(T.-T,+Tc-Ta) (4)「カV=一定」, 理想気体の状態方程式 「かV=nRT」より ルルの P, d B→C. 圧変化 0 B→C V。 V。 Vェ 2T 図a 合※A 単原子分子理想気体 の内部エネルギーの変化』 ゆえに は また,定 AU=nCy4T WLた よって したがっ nRT -V=一定 (4) C→Dほ D→Aは よって TV'-1=一定 V ゆえにa→b, c→dの断熱変化について a→b:T.V27-=T,V,"-! c→d:T.Vi7-1= T』V2"-1 Wした 令※B 気体が吸収した製 Qin, 放出した熱量 Qa, 気 がした仕事 Wの間には W=Qm-Qout が成りたち,熱効率eは よって レ V\ア-1 したがって, ①, ②式より (-)- Ta_Ta To T。 (5) A→B(定 D(定積変1 張)は熱量 (5)熱効率eは, 吸収した熱量に対する仕事の比なので, (2), (3)より Ta- To+ To-Ta_1- W e= Qa W To- T。※B← Ta-Ta e=- Qm を放出して Ta- Ta ここで0, 2式より と書けるので eミ 1Qcl Tュ-Teー) e=1- Qaa (T-T)V7-1=(Ta-Ta)V2"-! よって T-T。 =1-テ-T。 Ta- V-1 3 2 ゆえに e=1- としてもよい。 74 物理重要問題集 ()

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