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物理 高校生

(3)の問題で浮力の向きが図のようになる理由を教えてください!

物理2次特編3回目 時間:20~30分 1) Po 図のような熱気球がある。風船部分の体積をV, 全体の 質量を Mとする(風船内の空気の質量は含まない)。風船内 の温度は大気の温度とは無関係に自由に制御できる一方, 風船部分には空気の出入りロがあり,風船内の圧力は常に 大気と同じ値に維持される。風船内部の空気を加熱すると, 大気と比べて密度が低くなるため,熱気球は遅力を得る。 地表付近の大気は, 絶対温度To, 圧力 P。であった。気体 定数をR, 空気のモル質量(1mol 当たりの質量)をm, 重 カ加速度の大きさをgとする。以下では, 風船部分の体積Vは一定であり,風船部分以 外からの浮力はないものとする。また, 気球の高さは十分小さく,風船内の空気の圧力は 一様であるとみなしてよい。空気は理想気体として取り扱うことができるものとして,次 の問いに答えよ。 V M M To, Po ア 2 n 初め,風船内の空気は大気と同じ温度であり, 熱気球は浮上しておらず, 地面に接して いた。 Po= (1) 風船内の空気の質量を To,Po, m, R, Vを用いて表せ。 (2) 地表付近の大気の密度 PoをTo, Po, m, Rを用いて表せ。 (3) 風船内の空気の温度をゆっくりと上げていくと, ある温度で熱気球が地面から離れ た。このときの風船内の空気の密度 p」を Po, V, Mを用いて表せ。また,このとき の風船内の空気の温度T,を Po, P1, T,を用いて表せ。 (4) 風船内の空気の温度をどれほど上げることができたとしても,熱気球の質量が大き すぎれば浮上しない。すなわち, 熱気球が浮上することができるとき, その質量 Mは ある値 M。より小さくならなくてはならない。M。を Po, V, gのうち必要なものを用 いて表せ。 (5) To=300 K, Po=1000 hPa, V=2000 m° のとき, M,を計算せよ。 必要なら g=9.8 m/s?, m=29 g/mol, R=8.3 J/(mol-K) を用いよ。有効数字1桁まで求め, 解答には単位も付すこと。 c3) Pit 次に,浮上し始める温度T, が一T。となるように熱気球の質量Mを調整した。 (6) このときの熱気球の質量 MをTo, Po, m, R, Vのうち必要なものを用いて表せ。 その後,風船内の空気の温度をT,よりわずかに上げ, 熱気球が浮上した後すぐに空気 の温度をT,に戻した。すると, 熱気球は地表から h(>0)の高さまで上昇し, 静止した。 大気の圧力と温度は高所では減少することが知られている。地表付近では, 地表からの高 さxの関数として大気の圧力 P(x) と温度T(x) を以下のように定数αおよびβを用いて 近似的に表すことができる。 P(x) =P1- T。 号) T(x) =To-Bx 上式が常に成りたつものとして次の問いに答えよ。 (7) 高さ*での大気の密度をT。 Po m Ra のるキ ン の ロ」

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化学 高校生

15番教えてほしいです

【I] 次の記述を読んで, 以下の問いに答えよ。 ただし, 原子量は H=1.0, C=12.0, O=16.0, 結合エネルギーは, H-H: 436 kJ/mol, C-C: 331 kJ/mol, CーH: 416kJ/mol, 0-H:463 kJ/mol, O3DO: 498 kJ/mol, C=0:804 kJ/mol とする。 氷片を試料として容器に入れ, 1013 hPa で-10℃Cからゆっくりと加熱した。 下図は, 試料1mol 当たりに加えた熱量に対する試料の温度変化を示している。 温度』 (℃) と ね(℃)は, それぞれ水の(ア) と ( イ )である。 また, Q1 (kJ/mol) は( ウ ), Q2(kJ/mol)は(エ)である。 温度2 (℃) において, 水は液体から気体に変化する。 温度(℃) プロパン CaHe (気) 1mol が完全燃焼して, 二酸化炭素 CO2 (気) と水 H20 (液) が得ら れときの燃焼熱は 2220KJ/mol である。 また, プロパン CaHe (気) 1mol が完全燃焼して 二酸化炭素 CO2(気) と水 H20 (気) が得ら れるときの熱量は, ( a) kJ/mol である。 したがって,熱量 Q2は (b)kJ/mol と 求められる。 t2 t1 ー10 Q1 熱量(kJ) Q2 問 11~問 14 記述中の空欄 (ア~エ) に当てはまる語句を下の選択肢からそれぞれ選べ。 問 11( ア) 問 12 (イ) 問 13( ウ) 問 14( エ ) ① 融点 の 蒸発熱 ②三重点 ⑦ 溶解熱 ③ 臨界点 ③燃焼熱 ④沸点 ③融解熱 ⑤ 昇華熱 問 15 記述中の空欄 ( a)に当てはまる値はいくらか。 最も適当なものを選べ。 0 22 ② 512 (③ 1024 2048 3072 O 3933 問 16 記述中の空欄 ( b ) に当てはまる値はいくらか。 最も適当なものを選べ。 0 12 ② 34 の 86 43 ⑤ 172 ⑥ 254

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地学 高校生

全部答えお願いします🥺

4 下の表は、温度と飽和水蒸気圧の関係を表している。相対湿度について、次の問いに答 えなさい。 10点 温度 (℃) 飽和水蒸気圧 (hPa) (1)温度 30℃, 空気中の水蒸気圧が17.1hPa のときの相対湿度を, 小数第1位まで求めよ。 (2) 温度 25℃、相対湿度 54%の空気の露点を求めよ。 (3) 空気中の水蒸気圧が 14.0hPa、相対湿度が 60%の空気の温度を求めよ。 (4) 温度 10℃で飽和している空気の温度を, 水蒸気の出入りなしに 25℃まで上げたときの 相対湿度を,小数第1位まで求めよ。 (5) 温度30℃で相対湿度30%の空気の温度を、水蒸気の出入りなしに下げて相対湿度が74% になったときの空気の温度を求めよ。 10 15 20 25 30 12.3 17.1 23.4 31.7 42.4 右の図は水銀を使った気圧の実験の様子である。 2 本のガラス管 をゴム管でつなぎ, Aのように傾けたガラス管から水銀(灰色の部分) を入れて栓(せん)をする。その後, ガラス管を立てていくと, B の状 態になった。次の間に答えなさい。 (1)図のアの部分はどのような状態になっているか。 (2) hが740 mm であった場合,気圧は何hPa か。 (3) hが 740 mm であった場合,ガラス管の中の圧力 が1気圧になる位置として適当なものを, 図の a~dから選べ。 (4)この実験を水銀の代わりに水を使って行ったら, 図のhの 高さは何 mm になるか。なお, 水銀の密度は 13.6g/cm3, 水の密度は1.0 g/cm3 とする。 (5) 水銀を使ったこの実験を月面で行ったら, h は何 mm になるか。ただし, 月面に大気は なく,重力は地球の 1/6 である。 5 A LB ア a- 5点 地球の大気上端で, 太陽光に垂直な Im?の面が1秒間に受 ける太陽放射エネルギーを, 太陽定数という。右の図に示すよう に,地球全体が受ける太陽放射エネルギーは, 円形の地球の断面 が遮る太陽放射エネルギーに等しい。大気の厚さは無視できる ものとし,太陽定数を1,地球を半径Rの球, 円周率を元とする。 次の問いに答えなさい。 (1) 地球の断面積を記号式で答えよ。 (2)大気上端で1秒間に受ける太陽放射エネルギーの総量を記号式で答えよ。 (3) 地球の表面積を記号式で答えよ。 (4)(2)、(3)より,地球が受ける太陽放射エネルギーの平均値を有効数字2桁で求めよ。 ただ し,Iの値は 1.4×103W/m? とする。 地球 8点 |7 地球のエネルギー収支について、次の間に答えなさい。 (1)電磁波は波長によって区分され、波長の短いものから順に、ア、 X線、 紫外線、可 視光線、赤外線、イに分けられる。ア」とイの名称を答えなさい。 (2) 太陽放射のエネルギーを主に伝えるのは、(1)の区分のうちどれか。 (3) 地球放射のエネルギーを主に伝えるのは、(1)の区分のうちどれか。 (4)地球の地面から大気に熱を伝える仕組みとして、地球放射以外に ウ と、 水の蒸発に よる 13点 ェ の輸送がある。ウとエの名称を答えなさい。 太陽放射

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