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物理 高校生

3枚目の写真の緑のマーカーで囲った※Bの部分の言っていることが分からないので教えてほしいです。

64.〈ピストンで封じられた気体分子の運動〉 なめらかに動くピストンがついた容器内に質量mの単原子分子 からなる理想気体が封入されている。 ピストンおよび容器は断熱材 でできている。図に示すように x, y, z軸をとり, 容器の断面積は 一様であるとする。 次の問いに答えよ。 〔A〕 まず,ピストンが固定されており, ピストンの底部は容器の 底からんの距離にある場合を考える。 (1)容器内のある1個の気体分子を考え,そのz軸方向の速さを ひとする。分子がピストンに弾性衝突したときピストンが受 ける力積の大きさを求めよ。 (2) (1)において1個の分子がある時間 4t にピストンに衝突する回数を答えよ。 (3)(2)においてN個の分子によって 4tの間にピストンが受ける平均の力の大きさを答 えよ。ただし,気体分子全体のvzの2乗の平均 22 を用いよ。 〔B〕 次に,ピストンをz軸の負の向きにより十分に小さい一定の速さで押しこんだ 場合を考える。なお理想気体では, 内部エネルギーは各気体分子の運動エネルギーの総和 となる。 z軸方向の速さvz の1個の分子がピストンに弾性衝突した後の軸方向の分子の速さ vz を求めよ。 また,衝突前後の分子の運動エネルギーの変化量⊿u を答えよ。この際, 1± b b は十分小さいことより (10) = 0 という近似が成りたつことを用いよ。 Vz Vz Vz Vz (54)において⊿t の間のN個の分子の運動エネルギー変化の合計 4U を v22 を用いて答 えよ。 ただし, 4t の間のピストンの移動距離はんに比べて十分小さいものとする。 〔A〕のときの容器の体積を V,気体の温度を T, 内部エネルギーをひとおく。また, 4tの間の体積の変化を⊿V, 温度の変化を⊿T とする。 気体分子全体の速さ”の2乗 44 が成りたつこと の平均をとしたときが成りたつこと,また, U を用いて 4 を 4T, T を用いて表せ。 AV V 記 (7/3)で求めたを用いて、4tの間に気体がピストンにされた仕事⊿W を答えよ。 また, この結果を(5) と比較して,気体を断熱圧縮したとき,気体がされた仕事と運動エネルギ ーの関係について説明せよ。 [23 埼玉大改]

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化学 高校生

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)

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