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化学 高校生

すばやく解説をお願いしたいです!

10℃のミルク 20g を 70℃のコーヒー160g に加える。 最終的に温度は何度℃になるか? (2つの液体の比熱は 水と同じであると仮定して, 容器の熱容量は無視する。) 水の比熱 1.00 cal/(g°C) である。 第2回スライドを 参考にすること。 P 問2 等温過程 B 断熱過程 _断熱過程 等温過程 V カルノーサイクルについて, それぞれの熱力学的状態と仕事について, 順番に計算してみる。 PV 図にしたがっ て計算する。 A->Bは等温過程, B->Cは断熱過程, C->Dは等温過程, D->Aは断熱過程である。気体は理想 気体の状態方程式を満たす空気であり, 物質量 n = 2.00 mol, 比熱比y = 1.40, 気体定数R= 8.31J/(molk) であ る。 B->Cについて考える。 断熱過程を利用して, 温度を下げる。 準静的に断熱膨張して, 圧力がPB = 6.00 気圧, 体積がVB = 12.0L の状態から変化して,体積Vc = 30.0Lになった。 状態 C の気圧 Pc (気圧) を求めるとPBVE' = PcVd より Pc = 1.66 気圧だった。 1) 状態方程式を使って状態Bの温度 TB [K] を求めなさい。 2) 状態方程式を使って状態Cの温度 Tc [K] を求めなさい。 A->B の等温過程のときの気体がする仕事は WAB=nRTBloge (7) [J] であり, C->D の等温過程のときの気 体がする仕事は Wcp = nRT, loge (72) [J]であった。 A->B のときは等温過程なのでQz = WAB である。 TBVY-1 VC VB TcV2-1 などから得られる =1 Tc となる。 = WAB+WCD Q2 の関係を使うと, カルノーサイクルの熱効率は n = VD VA 3) n を求めなさい。 問3 問1と問2のうち不可逆過程はどちらかを答えなさい。 教科書3-2の43ページ下部を参考にすること。

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物理 高校生

6番の答えはこれでもいいですか?(3/2 nRΔT) またnCvΔTでなければならない場合、それはなぜですか?

& C. 192 マイヤーの関係式 気体の物質量をn, 定圧モル比熱をCp, 定積モル比熱を 気体定数を R とする。 定積変化において温度変化が AT であるとき,吸収した熱量は n, Cv, 4T を用いて. ① となる。 熱力学第1法則より,このときの内部エネルギー の変化は,n, Cv, 4T を用いて, ②となる。 圧力 右図のような A→Bの変化 (定圧変化) を考える。 A→B において圧力がp, 体積変化がAV とすると、気体が外部に B した仕事 W は, p, AV を用いて, w=③ となり,さら ⊿V に理想気体の状態方程式を用いて変形すると, n, R, ⊿T を用いて, W=④ となる。 また, A→Bにおいて温度 16-17 PANE MOTHE OV V+AV 体積 変化が ⊿T であるとき, 吸収した熱量Qは, n, C, AT を 用いて Q = (5) となる。 A→Bでの内部エネルギーの変 化 4U は, AC (等温変化) とC→B(定積変化)とでの内部エネルギーの変化の和に等 ② を用いて, 4U ⑥ となる。 熱力学第1法則より QW.U TASAVE = しいので, Q, W, AU の関係が導かれる。これをマイヤーの関 の間には ⑦の関係があるので,C,=⑧ 係式という。 単原子分子の場合, Cp= 9 二原子分子の場合,C,=⑩0 となる。 ヒント PA .T+4T WCT

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化学 高校生

(2)①イメージがわきません。教えてほしいですm(_ _)m

ここで、k, kaは圧力P, 温度Tおよび, 気体の種 1molの気体の状態方程式は, 理想気体の場合 54〈実在気体のふるまい〉 ★★ =1と表すことができる。 それに対して, 1.2 理想気体 PV は 1.0 RT Z 0.8 B 実際に存在する実在気体では、 PV =Zとすると。 RT 0.6 L 」 Zは次式のように表すことができる。 0.4 0 10 20 30 40 50 60 70 Z=1-k+kk の P[×10°Pa) 類によって変化する正の値で, 前者はZを減らす 効果を、後者はZを増やす効果を与える項である。 図のA, B, Cの曲線は, 異なる種類, 条件の実在気体のZとPの関係を示したもの で、AとBは同温であるが気体の種類が異なり, AとCは気体の種類は同じだが温座 が異なり, 200 Kと400Kのどちらかの温度である。 これら3つの曲線の違いは, 主にZの①式中の■アの項の寄与による。Aとp の違いは、気体分子の■イコが大きいとアの値が大きくなるためである。この 比較から,沸点はBのほうが ウいと考えられる。また, AとCの違いは, 温産 が上がると気体分子のエ]が激しくなり, そのためイの寄与が小さくなるこ とでア」の値が小さくなるためである。この比較から, Aのほうが温度がオ いと考えられる。 これらの気体はともに1.0×10° Paのような超高圧ではZが1を超える。これは、 Z の①式中のカの寄与による。これは, 超高圧下では気体の体積が小さくなり、 実在の気体分子の| キの分だけ, 分子の自由に動き回れる空間の体積がクく なるためである。 お (1) 文中の に適当な語句または記号を入れよ。 (2) 理想気体からのずれがあまり大きくない実在気体の性質について述べた以下の文 について, 正しいものは〇, 誤っているものは×をつけよ。 0 kはTが一定のときPが大きいほど大きくなる。 ② kはPが一定のときVが大きいほど大きくなる。 ③ kは単位体積当たりの分子の数が多いほど小さい。 ④ kはP,Tが同じ条件で, メタンとアンモニアを比較するとアンモニアの方が小 さい。 ⑤ kはPが一定のときTが大きいほど大きくなる。 6 kはP,Tが同じ条件で, メタンとエタンを比較するとエタンの方が大きい。 ① kはTが一定のときPが大きいほど大きくなる。 3) ある気体1mol をピストン付きの容器の中で,温度400 K, 圧力2.0×10° Paの小 態にすると, 1.5Lの体積を示し, 気体の凝縮はなかった。このときのZの値を有 効数字2桁で答えよ。 J そう判断した の O o エ lom (金沢大改)

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