問3の（1）の解き方を教えて下さい

気体に50 Jの熱量を与えて熱したところ, 気体は膨張して外部に 20Jの仕事を (1) このとき, 気体が外部からされた仕事Wは何Jか。 (2) このとき, 気体の内部エネルギーの増加 4U は何Jか。 3 4 次の文章について, 正しいものを①~③ から選べ。 (1) 外部と仕事のやりとりのない条件下で, 気体が熱を吸収したとき, 気体のF ルギーは ① 増加する 2 減少する ③ 変化しない (2) 気体に熱を与え, 気体に正の仕事をしたとき, 気体の内部エネルギーは 減少する ③ 変化しない

(3)の(d)です 答えは(ウ)でした 温度一定なのになぜ熱量が変化するんですか？

123.気体の状態変化 の各変化を行わせる。各変化で, (a)~(d)の各量は(ア)~(ウ)のうちのいずれか。 (1)圧力を一定に保って収縮させる。 (2) 体積を一定に保って圧力を下げる。 (3) 温度を一定に保って圧力を上げる。 (4) 熱を与えたり放出させたりしないで圧縮する。 T (a) 気体の温度は ピストンのついた容器の中に一定量の気体を入れ, (1)~(4) (ア)上昇(イ) 一定 (ウ) 下降) (ア)増加(イ) 一定 (ウ) 減少) ((ア)正(イ) 0 (ウ) 負) (d)気体が外から吸収する熱量は (ア) 正 (イ) 0 (ウ) 負) (b) 気体の内部エネルギーは (C) 気体が外へする仕事は

定圧変化の時、気体の内部エネルギーの変化がnCvΔtで求められるのはなぜか教えていただきたいです🙇‍♀️

まとめ Q. W, AU は,次の式で求めることができる(Q, W, 4U のうちの2つがる かれば,残りは熱力学第1法則で求めることができる)。 気体に加えられた 熱量QU) 気体が外部にした 仕事 WJ] 気体の内部エネル ギーの変化 4U[J] 他に成り立つ式 定積変化 nCvAT 0 nCvAT 4pV = nRAT 定圧変化 nCpAT pAV nCvAT pAV = »RAT 等温変化 (W に等しい) (Q に等しい) 0 pV=一定 PaV2-pVi=nRAT pVr=ー定 (TV-1=一定) 断熱変化 0 (-4U に等しい) nCvAT W= (p-V グラフの面積) 微小変化のとき W=pAV AU は 4T に 他の求め方 比例する

①の式と②の式から文字を消去するとあるのですが、どのように計算していけば良いのでしょうか？

問3.金属が失った熱量と気体の内部エネルギーの増加分が等しい 5 2.50×10-1×2.40× (400-Ti) =DれAR(Ti-250) 2 フタ S。を開く前の容器Aの気体の状態方程式より 1.00×10*×8.00×10-2×1.50×10-=DnaR× 250 2) 0, 2より nARを消去して Tiを求めると Ti=3.00×10°[K] …(答)

319(3) 解答は理解できたんですが 写真のような解き方はなぜダメなんですか？

第Ⅲ章熱力学 よし ヒント B→Cは, かV=一定なので, 等温変化である。 気体の内部エネルギーは, 絶対 温度に比例する。また, 気体は、その体積が減少するときに正の仕事をされる。 例題42 319. C,と Crの関係 物質量nの理想気体を,圧 九か、体積VI,温度 T;の状態Aから, 圧カー定の ふとでゆっくり加熱すると,体積V2,温度 T, の状 能Cとなった。定圧モル比熱を Co, 定積モル比熱 を Cvとして,次の各問に答えよ。 (1) 状態AからCの間に,気体が吸収した熱量は いくらか。また,外部にした仕事はいくらか。 状態Aから体積一定のもとでゆっくり加熱すると, 圧力 p2, 温度 T,の状態Bとなった。 (2) 状態AからBの間に,気体が吸収した熱量はいくらか。 (3) さらに,状態Bから等温変化をして, 状態Cになったとする。状態AからBを経て Cとなった場合の, 内部エネルギーの増加量はいくらか。 さい026テれに (4)(3)における内部エネルギーの増加量は, 状態AからCに直接変化した場合の内部 エネルギーの増加量と等しい。この関係から, Cp Cv, および気体定数Rとの間に成 り立つ関係式を求めよ。 B p2 Tz C A V 0 V V。 HこA0 →例題42) ヒント(4) 状態A, Cにおいて,それぞれ気体の状態方程式を立てる。 らの距 320.気体の状態変化 単原子分子からなる理想気 tp[X10°Pa)

なぜ断熱変化の内部エネルギーnCvTは定積変化の内部エネルギーnCvTとおなじなのでしょうか？

(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 ()

【熱力学第一法則での符号について】 授業で1枚目のように習ったので、2枚目のような場合は仕事を「された」ということになりますよね？ でも、問題(3枚目)には「した」仕事について聞かれており、答えはプラスで書かれています… どういう事なのでしょうか？

く熱わ警第一法則> 考っている。 )内郭気体目線(W:御気体が外部にした仕事) Q= 」 AUt W ニ Q:熱[Jコ W:ft夢け (勝張 0 ージ マナ 解気体が完った A0:pエレギーの夢化向は] 場o:(-温度が上がった)→+ 基りして(=温度が下がった)→ 体種が増せ) 部員体が体事をさた→ー (体種が少した)。 Y2縮) つ

【有効数字について】 緑の部分、本当は3735なのですが、何故こうなっているのでしょうか？ 答えを有効数字2桁で書きたい ↓ 計算最後の結果を有効数字3桁(書きたい有効数字の1つ分大きい桁)で書く (※四捨五入？切り捨て？) ↓ それを四捨五入したものが答え 考え方と... 続きを読む

基本例題41)定圧変化 基本問題 309, 310, 312, 315, 316 温度 27℃の単原子分予からなる理想気体が1.0mol ある。この気体の圧力を一定に保 ち,体積を2倍にした。気体定数Rを8.3J/(mol·K)として,次の各問に答えよ。 (1) このときの気体の温度t[c)を求めよ。 (2) 気体の内部エネルギーの増加 4U[J]を求めよ。 (3) 気体が得た熱量 Q(J]を求めよ。 (4) 気体が外部にした仕事 W'(Jを求めよ。 指針 (1) シャルルの法則を用いる。 nRAT=×1.0×8.3×300 AU= (2) 気体の内部エネルギーの変化 AU は, 2 3 U= -nRTから,AU=nRAT となる。 =3.73×10°J (3) 定圧モル比熱 Cpは,Cp=5R/2 なので、 3 3.7×10°J ニ (3) 定圧モル比熱 C。を用いて,気体が得た熱量 Qは,Q=nCpAT となる。 (4) 熱力学の第1法則,AU=Q-W'から, W'=Q-4U である。 解説(1) 最初の気体の体積をV,変化 後の体積を2V とする。シャルルの法則から, 5 5 Q=nC,AT=; nRAT=; ×1.0×8.3×300 2 =6.22×10°J (4) 熱力学の第1法則から, W'=Q-4U=6.22×10°-3.73×10° =2.49×10°J 6.2×10°J 2.5×10°J V 2V Q 三 27+273 t+273 t=327℃ (2)(1)の結果から,気体の上昇温度 4T は 300 Kなので,内部エネルギーの増加 AU は, Point 熱力学の第1法則には,複数の表記 の仕方があるので注意する。W。を気体が外部 からされた仕事,W.ut を気体が外部へした仕事 とすると, AU=Q+Win AU=Q-W yu'?

【熱力学第一法則について】 2通りの考え方(式)がありますよね。 それぞれで符号の付け方が異なる様ですが、画像の説明は合っていますでしょうか？ 紫の部分がおかしい様な気がするのですが… 特にここが分からなくて困っています。

Q:AU+ W(out) AU= Q+W(m) こ No. 「気pbB収:熱は気ほの内部エネルf-a: t気はの内部ルギーを増か加さをる 温度を上げる)にはを与えるか、 増po品度上昇)と 気材のす3に事(勝別に;(退度を上げる)に 然を与えるか. 気体には事(圧縮)をすかばすい」 Date わか3」と熱の使い道を言っている。 第8議 く熱わ学第-決則> と,内都エネルギーの増ゃし方を ちっている。 O内卵気体目線(w:御気体成外部気 にした仕野) Q= DU{W Q:熱量「はコ W:d*春 ラナ é体後が増化) ジ 守に族点した一 A0: エいギーの営化向は] 増o-(-温屋pとがった)→+ 基りして(=浅度が下erっTた)→ー ージ (2体種が成yしたう) の 外郎負体自線(w:4部息を式内部気味にした仕事) AU= Q+ Q:熱量(J) 内部気体に与スに→t 内評気(ほに度したっ AU:内部エネルギーの度化分口] 「増かした退度が上arった)→ + 液少した(=温屋が下がった)→ w:(は事] *外部気はイはを!s 外評気体がは事をされ + 体様が成yし)