この物理の問題教えてください！

3個の を (4) 理想気体の温度を一定に保って気体を加熱したところ、気体の体積が増加し、気体はピストンに 400[J] の仕事をした。 ① 気体の内部エネルギーの増加分は何[J]か。 ②気体に加えた熱量は何[J か。 ③気体の圧力は上がったか下がったか。

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3個の を (4) 理想気体の温度を一定に保って気体を加熱したところ、気体の体積が増加し、気体はピストンに 400[J] の仕事をした。 ① 気体の内部エネルギーの増加分は何[J]か。 ②気体に加えた熱量は何[J か。 ③気体の圧力は上がったか下がったか。

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3個の を (4) 理想気体の温度を一定に保って気体を加熱したところ、気体の体積が増加し、気体はピストンに 400[J] の仕事をした。 ① 気体の内部エネルギーの増加分は何[J]か。 ②気体に加えた熱量は何[J か。 ③気体の圧力は上がったか下がったか。

この問題の（4）のことで緑線で囲った部分の言っていることがよく分からないので教えてほしいです。

70. <ピストンで封じられた気体〉思考 図1のように,摩擦なしに動くピストンを備 えた容器が鉛直に立っており,その中に単原子 分子の理想気体が閉じこめられている。容器は 断面積Sの部分と断面積 2S の部分からなって いる。ピストンの質量は無視できるが,その上 に一様な密度の液体がたまっており,つりあい が保たれている。 気体はヒーターを用いて加熱 することができ,気体と容器壁およびピストン との間の熱の移動は無視できる。 真空 真空 真空 2S S 2 12 液体 液体 h 2 液体 ピストン 気体 h+x 気体 h 気体 2 ヒーター 図 1 図2 図3 また,気体の重さ, ヒーターの体積, 液体と容器壁との摩擦や液体の蒸発は無視でき,液体 より上の部分は圧力0の真空とする。 重力加速度の大きさをgとする。 次の問いに答えよ。 〔A〕 まず,気体、液体ともに断面積Sの部分にあるときを考える。 このときの液体部分の 高さは今である。 2 h (1)初め,気体部分の高さは12,圧力はP。であった。液体の密度を求めよ。 (2) 気体を加熱して,気体部分の高さを1からんまでゆっくりと増加させた(図2)。この 間に気体がした仕事を求めよ。 (3)この間に気体が吸収した熱量を求めよ。 〔B〕 気体部分の高さがんのとき, 液体の表面は断面積 2Sの部分との境界にあった(図2)。 このときの気体の温度は T であった。 さらに, ゆっくりと気体を加熱して, 気体部分の 高さがん+x となった場合について考える (図3)。 1 x>0では,液体部分の高さが小さくなることにより, 気体の圧力が減少した。 気体の 圧力Pを, xを含んだ式で表せ。 (2)x>0では,加熱しているにもかかわらず,気体の温度はTより下がった。 気体の温 度Tを x を含んだ式で表せ。 気体部分の高さがんからん+xに変化する間に, 気体がした仕事 W を求めよ。 ④ 気体部分の高さがある高さん+X に達すると, ピストンをさらに上昇させるために必 V要な熱量が0になり, xがXをこえるとピストンは一気に浮上してしまった。Xを求 めよ。 [11 東京大〕

答えは2番でした。 けれど、それぞれのTを出して、Uを出して、連立をしたら、8番になりました。 解き方を教えてください。

(4) 理想気体が容器内に閉じこめられている。 図4は、この気体の圧力と体積Vの変 化を表している。 初めに状態 A にあった気体を定積変化させ状態Bにした。 次に状態 Bから断熱変化させ状態Cにした。さらに状態Cから定圧変化させ状態 Aにもどし |た。 状態 A,B,Cの内部エネルギーUA, UB, Ucの関係を表す式として正しいもの 後の①~⑧のうちから1つ選べ。 5 PVにRT. T=PV TR 291 [US-VA = 3FTI 27 B VADC=//PT, DeUc2-PT,定積 Pc- Ne- UB = PT+ Pi O T₁ Vc-VB=0 断熱 271 A C 定圧 ri 2V2 図 4 ① UA<UB<Uc ② UA<Uc<UB ③ UB<UA<Uc ④ UB<Uc<UA ⑥Uc<UB<UA ⑤UC<UA<UB ⑦UB=Uc<UA ⑧ UA<UB=Uc

bの解説でN2O4,NO2の物質量は(ⅰ)と同じとありますがなぜですか...？全体の圧力が不変なためアルゴンを注入するとそれぞれの圧力も変化してしまう為、物質量も変化すると思いました。教えて頂きたいです。よろしくお願い致します。

問8 四酸化二窒素が分解して二酸化窒素になる気体反応は可逆反応である。 この2種類の気体 の平衡は低温になると四酸化二窒素の割合が増加し, -11.2℃以下の温度では四酸化二窒 素のみが結晶として析出するとする。 体積可変の容器に二酸化窒素を封入してある圧力の 下,温度を27.0℃に保った。 平衡が成立するのに必要な時間が経過したところ, 四酸化二 窒素の物質量と二酸化窒素の物質量が同じであった。このときの平衡状態を 「状態(i)」 とす る。 次の問い(a)~(C)に答えなさい。 (a) 「状態(i)」から温度を保ったまま、体積を1.0Lまで減らしたところ、 全圧が増加して新 しい平衡状態となった。 このときの平衡状態を「状態(ii)」 とする。 「状態 (ii)」 では四酸化二窒 素の物質量が二酸化窒素の物質量の3倍であったとすると、 「状態(i)」 の体積は何Lで あったか。 最も近い値を①~⑥の中から一つ選びなさい。 ただし, 「状態(i)」 および 「状態 (ii)」 では四酸化二窒素と二酸化窒素は液化していない。 12 L ①5.0 4 6.5 ② 5.5 ⑤ 7.0 ③ 6.0 (6) 7.5 2 (b)「状態(ii)」から温度, 全圧を変化させずにアルゴンガスを注入し、体積を「状態(i)」と同じ にした。このときのアルゴンの分圧は「状態(i)」の全圧の何倍であるか。 最も近い値を ①~⑥の中から一つ選びなさい。 13 倍 ① 1.0 ④ 4.0. ② 2.0 5 5.0 ③ 3.0 6 6.0 (人)

(2)で、気体の状態方程式から物質量を求めてますが、理想気体でないのに状態方程式を使っていいものなのでしょうか。液体の体積は無視出来ると書いていますが、分子間力が働いてしまったりしないのですか。

に答えよ。 思考グラフ] 28. 実在気体の状態変化図は,温度Tと気体の圧力Pの関係を表したものである。 いま、 ある気体の一定量を V[L]の容器に入れると①の状態になった。 この容器をゆっくりと 冷却すると,T2 [K] で気体の圧力が飽和蒸気圧の値と同 じになった(②の状態)。 その後, さらに, T3 [K] まで冷 却した。 次の問いに答えよ。 P1 男 P2 〔Pa〕 線 ① (1)この気体の圧力変化は②→③ ②④のいずれか。 (2) T3 [K]での容器内の気体の物質量を記号を用い P3 て表せ。 ただし, 気体定数を R [Pa・L/(K・mol)]とし、 液体が存在する場合でも液体の体積は無視できるもの とする。 PA T3 T2 T1 中温度 [K] (K) S (1

ここで言っている、4.0×10^5Paというのは、気体のエタノールで無かったら一体何の気体の圧力なんでしょうか？

②…誤図1より 30℃ 4.0×104 Paの下では、エタノールはすべ て液体として存在する。 なお, 蒸気圧曲線上の温度、圧力の下では 液体と気体が共存した状態となる。 よって,この記述は誤りである。

(1)です 1.0×10^5は空気の圧力であるのに分圧を求めてから計算しないのはなぜなのでしょうか？ (2)や(3)では分圧を求めて計算しています。違いが分かりません💦

(ウ) mol となる。 g溶け,その体積は0℃ 3.0×105 Paのもとで(オ) L 思考 H 239. 気体の溶解度1.0×105 Paにおいて,酸素、窒素は0℃の水1Lにそれぞれ49mL, 24mL 溶ける。空気における酸素と窒素の体積比を1:4として,次の各問いに答えよ。 (1) 0℃で,1.0×105 Paの酸素に接している水1Lに溶ける酸素の質量は何gか。 0℃, 1.0×105 Paのもとで, 1Lの水に空気を接触させておいたとき,溶けこむ窒 素の質量は何gか。 (S) (3)0℃,1.0×10 Pa のもとで, 1Lの水に空気を接触させておいたとき, 溶けている 酸素の体積を0℃, 1.0×105 Pa に換算して表すと,何mLになるか。 (4) 水に溶存している気体を追い出すのに, 最も効果的な方法を次のうちから選べ。 (ア) かくはんする (イ) 冷却する (エ) 加熱して圧力を下げる (ウ) 冷却して圧力を上げる (オ) 加熱して圧力を上げる

（1）〜（6）まで分かったのですが（7）が分かりません 教えて頂きたいです

次の文の に入れるべき式を記せ。 図のように、なめらかに動くピストンをもつ断面積 Sの2つの円筒形の容器Aと容器Bが, 大気中で鉛 直に固定されている。2つのピストンは,質量の無視 できる細い棒で連結されている。各ピストンの質量は Mであり, AとBの中にはそれぞれ1モルの単原子 分子の理想気体が入っている。 容器とピストンは断熱 材でできている。 また, Aには加熱用のヒーターが取 り付けられている。 気体定数を属, 重力加速度の大き さをgとする はじめに, AとB内の気体の温度はともに T。 であ A内の気体の体積が V の状態でピストンが静止 している。このとき, AとB内の気体の圧力がそれ ぞれ PA と PBであった。 PA と PBの差 4P (=PA-PB) を M, S, g で表すと (1) となりま た,B内の気体の体積VB を PA, AP, Vo で表すと (2) となる。 ピストン 棒 ヒーター 円筒容器 B 円筒容器 A 次に,ヒーターによりA内の気体を加熱したところ,ピストンがゆっくりとんだけ上昇し, A内の気体の温度は T」に, B内の気体の温度は T2 になった。 この過程でA内の気体がした 仕事を WA, B内の気体になされた仕事を W とする。 A内の気体の内部エネルギーの変化を R, To, T で表すと (3) WB を R, T2, To で表すと (4), WA を WB,M,g, hで表 すと (6) (5),また,A内の気体に与えられた熱量をh, R, To, Ti, Ta, M, g で表すと となる。 なる。 以上では T2 を既知量としてきたが, T2 を T1, Vo, 4P, VB, S, h, R で表すと (7) と