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物理 高校生

この問題の問4、問5が分かりません。 答えと解説、両方ともお願いしたいです。

2 軽くてなめらかに動くことのできるピストンの付いたシリンダーを考える。 以下の問いに答え よ。 なお、解答用紙には答えに至る説明あるいは計算過程も記述せよ。 ( 60点 ) 問1.はじめはピストンが固定され、図のようにシリンダー内が薄い仕切り板により体積 1/3V[m²) および 1/2 V[m])に区切られているものとする。 体積 1/32V[m]の部分には温度 [K] 圧力 3P [Pa〕の単原子分子理想気体が入れられており,もう一方の部分は真空状態になっている。 この状態から内部の気体がピストンの外に出ないように仕切り板を静かに取り外し、 十分時 間が経った後の状態を状態 A とする。 状態 A の気体の圧力を求め, V, TP のうち必要な ものを用いて表せ。なお、この過程においてシリンダー内の気体は断熱状態に置かれている ものとする。 3P'v=Q+ 3 13 3 3P. T 真空 E PV 状態 Aの気体に対して,ピストンを固定したまま熱量 Q, [J] を加えたところ、 気体の圧力が上 昇した。 この状態を状態Bとする。 次に, 状態Bからピストンの固定を外し、 気体の温度を一定 に保ったまま, 気体の体積が2V[m²〕になるまでゆっくりと膨張させた。 気体が膨張した後の状 態を状態C とする。 ここで状態Cの圧力は状態 Aの圧力よりも大きかった。 その後,状態Cか ら気体の体積を保ったまま、 気体の圧力を状態 Aと同じにした。 この状態を状態Dとする。 最 後に,状態Dから気体の圧力を保ったまま、 気体の体積を状態 Aの体積まで圧縮した。 問2. 状態 B の気体の圧力を求め, V, P, Q」 を用いて表せ。 問3. 状態Cの気体の圧力を求め, V, P, Q を用いて表せ。 問4. A→B→C→D→Aの一連の過程を熱機関のサイクルとみなしたとき,このサイクルに おいて気体が外部に対して正負にかかわらずゼロではない仕事をした過程はどこか。 対応す る過程を下記の(a)~(d)から全て選択し, 解答欄の所定の場所に記入せよ。 また, 過程B→C において気体に加えられた熱量を Q2[J]としたとき, サイクル全体で気体が外部にした仕事 の総和を求め,V, P. Q2 を用いて表せ。 (a) A-B (b) B-C +Q 2V (c) C-D (d) D-A 7. 問5. 問4のサイクルにおける熱効率を求め, V, P. Q, Q2 を用いて表せ。 ご PV @a,+PV. 3 2 Q,+P EV

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化学 高校生

化学基礎のイオン化傾向の問題です 線を引いてる文についての質問なのですが、 化学反応式とは、酸化還元反応の化学反応式の書き方で作られていますか

① Cu AI Ag (Cul /cu AI HCI水溶液 HCl水溶液 |濃HNO3 水溶液 CuSO 水溶液 |AgNO3水溶液 濃HNO3 水溶液 (1) 気体が発生したものの図番号と, 発生した気体の化学式を答えよ。 (2) 金属が析出したものの図番号と,析出した金属の名称を答えよ。 (3) 金属が溶けたものの図番号と、溶け出した金属イオンの化学式を答えよ。 (4) 変化がない,あるいは変化が途中で進まなくなるものの図番号と理由を答えよ。 解答 (1) ① H2 ③ NO2 (2) ⑤ 銀 (3) ① A3+ ③ Cu2+ Cu2+ (4)② 水溶液中のH+ より 金属 Cuのイオン化傾向が小さいから。 ④ 水溶液中の Cu2+ より 金属 Agのイオン化傾向が小さいから。 ⑥ AI は濃HNO3 中では不動態となり溶けないから。 ベストフィット イオン化傾向 イオン化傾向が大きいほど酸化されて陽イオンになりやすい。 Li >K>Ca > Na > Mg > AI> Zn> Fe > Ni > Sn> Pb > (H2) > Cu> Hg > Ag > Pt > Au 解説 イオン化傾向の大きい金属が溶液中でイオンであるならば, 安定なので変化が起こらない。 逆に,イオン化傾 向の小さい金属が溶液中でイオンであるならば、不安定なため還元されて金属に戻ろうとする。 ① 溶液には,塩酸から生じる H+ と単体 AI が存在している。 イオン化傾向は AI>H の関係にあるので,AI は酸化されて AI3+ になる。 ② 溶液には,塩酸から生じる H+ と単体 Cu が存在している。 イオン化傾向はH> Cuの関係にあるので, 変化は起こらない。 ③ 濃硝酸は酸化力が強く Cuは酸化されて Cu²+になる。 ④ 溶液には, CuSO4 水溶液から生じる Cu2+と単体 Agが存在している。 イオン化傾向はCu>Agの関係 にあるので,変化は起こらない。 ⑤ 溶液には,硝酸銀水溶液から生じる Ag+ と単体 Cu が存在している。 イオン化傾向は Cu>Agの関係に あるので, Ag+は還元されて Agになる。 ⑥ Fe, Ni, Al は濃HNO3 中では不動態となり,それ以上変化は起こらない。 ⑤は変化が起こりそれぞれの化学反応式は次のようになる。 ① 2AI +6HCI→ > 2AICl3 +3H2 ③ Cu + 4HNO3 ← →Cu(NO3)2 +2H2O +2NO2 ⑤ 2Ag+ + Cu→2Ag+Cu2+ 水素が発生 二酸化窒素が発生 銀が析出 112 第3章 物質の変化

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