2022年東大物理で質問があります！ 第3問Ⅱ(1)で、 模範解答では、加えられた仕事p1Δv1が内部エネルギー変化量とあるのですが、 なぜ加えられた仕事がそう書けるのですか？ (定圧とみなせるということなのか、なぜそうみなせるのか困ってます) 明明後日本番なので答えてい... 続きを読む

28 2022 ⅡI 次にピストンを設問Ⅰの状態からゆっくりわずかに押し下げたところ、 領域1 の体 積VE から V - AV ,領域1の圧力がp から P1 + Api に,領域24 気体と外部の間で熱のやりとりはなかった。 以下の設問では, Api, Ap2, AT, AV から p2 + 4p2 , シリンダー内の温度がTからT + AT に変化した。この過程で はそれぞれ P1, P2, T, V1 + V2 より十分小さな正の微小量とし, 微小量どうしの は無視できるとする｡ (1) 温度変化 AT , P1, R, AV, を用いて表せ。 (2) Api P1 ア AV₁ が成り立つ。 V₁ + V₂ ア 東大理問題集 資料・問 領域 2 の圧力が に入る数を求めよ。 設問Iの状態からピストンについている棒を取り外し、おもりをシリンダーに接し ないようにピストンの上に静かに乗せたところ,領域1と領域2の体積、圧力、温 に変化はなかった。さらに図3-3のようにヒーターをシリンダーに接触させ気体を 温めたところ, ピストンがゆっくり押し上がった。 領域1の体積が2V1 になったとこ ろでヒーターをシリンダーから離した。 (1) このときのシリンダー内の温度を, T, V1, V2 を用いて表せ。 (2) 気体 XとYが吸収した熱量の合計を, R, T, V1, V2 を用いて表せ。 おもり 領域 1 気体 X 膜 領域2 気体 X, Y 図 3-3 ヒータ

(5)です。b→cでは温度が下がってるので、熱を放出していて、問題文の吸収した熱量とはどういうことですか？

単原子分子からなる理想気体を容器に入れ、 図のように,圧力と体積Vを A→B→C→A の順にゆっくりと変化させた。 C→Aの過程は, 4.0×102K の 等温変化である。 気体定数を 8.3J / (mol･K)として,次の各問に答えよ。 (1) 気体の物質量は何mol か。 (2) Aにおける気体の内部エネルギーはいくらか。 (3) Bの温度はいくらか。 (4) A→B の過程で、 気体が外部にした仕事と, 気体が吸収した熱量はいく らか｡ (5) B→Cの過程で,気体が吸収した熱量はいくらか。 2.0 1.0 * [×10 Pa] A 8.3 80 16.6 V(x10³m²)

この問題はなぜ25-15=10ではダメなんですか？ よろしくお願いします🙇

(2) ある気体に対して、 25J の熱量を加えながら 15Jの仕事を与えて圧縮した。 内部エネルギーの変化はいくらか。 最も適当なものを、 次の①~④のうち から一つ選びなさい。 -40J ① 3 10J (2) -10J 4 40J

物理の試験範囲に該当するページを教えてください🙇‍♀️🙇‍♀️

CONTENTS」の学習内容 基･･・ 「物理基礎」の学習内容 序章 物理の基礎練習･･････ 1 物体の運動・ 2 落下運動 特別演習 第Ⅰ章 力学Ⅰ 三角比とベクトル ③3 力のつりあい 4 運動の法則・･ 特別演習 ② 物体が受ける力のみつけ方 ③ 運動方程式の立て方 5 剛体にはたらく力・・・物 ⑥6 力学的エネルギー・･・ 基 総合問題 77 運動量の保存 8⑧ 円運動 19 単振動･･ ⑩0万有引力 総合問題 (7) 基物 基物 ・基 第Ⅱ章 力学ⅡI 総合問題 [物 物 物 第Ⅲ章 熱力学 11 熱とエネルギー・・ 12 気体の法則と分子運動 4 14 26 30 40 48 52 60 68 80 86 96 108.56 118E76 13 気体の内部エネルギーと状態変化 150 第IV章 波動 14 波の性質 15 音波 ⑩6 光波 総合問題 01 & 0 第V章 電気 17 電場と電位･･ 18 コンデンサー 19 電流･ 総合問題 基物 166 基物 物 180 192 000000000 ( 206 物 210 物煙設 222 基物 232 248 SU It 第VI章 磁気 20 電流と磁場・ 物 21 電磁誘導・ 物 22 交流と電磁波・ ・・・・・・・・・ 物 総合問題 第VII章 原子 [物 1268823 電子と光・ 24 原子の構造・ 25 原子核と素粒子・・・････物 問題 1321 論述問題 162 資料・ 略解‥ -mo A. IX IA38-moNI 1409** ***TONIERE 20 252 262 272 282 286 300 306 318 322 ④ 微分・積分と物理 326 331 337

(4)を教えていただきたいです😔 できれば早めに答えていただけると嬉しいです💭💭 よろしくお願いします！！

問題9 図のようにシリンダーの中に気体を入れた。 ただし、ピストンとシリンダーは気密で摩擦はないものと する｡ 熱力学の第一法則を使い、 次の問いに答えよ。 (1) ピストンが動かないように押さえて、気体から熱を 奪ったとき、温度は上がるか下がるか。 (2) 気体に熱を加えたり、気体から熱を奪ったりせず、ピストンを押したら、温度は上 がるか下がるか。 (3) 気体に与えた熱量が500J, 内部エネルギーの増加が100Jの時、気体は膨張した か収縮したか。 (4) 気体に熱を加えても温度が上がらないようにできるか。 が動かない Wout=0 n..

気体分子運動論の証明についてですが、 写真の青枠の部分に注目すると、N=n/NAより、 気体の状態方程式は、PV=(N/NA)RTと書き換えることができ、この式に、PV= (Nmv²/3)を代入して、 変形していくと、公式である、mv²/2=3RT/2NAという形になります... 続きを読む

のベクトルの書 ところで v2 = 0x2+uy2+uz! より = 0x^2+b2²2+02²2² x,y,z 方向は物理的には同等だから(特にある方向で分子が速いとか遅いと かはないはず) x2 = by2 = 12² よって b2=30x2 ③,④より F= よって Nmv² 3L この結果を状態方程式 PV=nRT= N NA = P=F Nmv2 Nmv2 L-S 3L³ 3 V ⅡI 気体の熱力学 -RT と比べてみれば (PV) Nm NORT これより 1/12m2 2.0T Nmv² 3. 3 NA NA 定数は平均に関係しないから、1/12m/1/2に等しく,分子の運動エネル ギーの平均値を表していることになる。 気体の内部エネルギー 分子の平均運動エネルギー 1/2mv=12/2017.T=12/2kT NA v² めやす ちょっと一言 この式は重要。温度は化学では熱い冷たいの目安に過ぎなかった のが、分子の運動エネルギーで決まっていることがこうして分かった んだ。また, 分子が運動をやめる T = 0 が最も低い温度となることも 示唆されている。 定数 R/NA はんと書いてボルツマン定数とよんでい る。 13 8 2乗平均速度√vは分子の平均の速さにほとんど等しい。27℃ の酸素の v2を求めよ。 酸素の分子量を32, 気体定数を8J/mol･K とする。 内部エネルギーUとは分子の運動エネルギーの総和をいう。 そこで単原子分子からなる気体(以下,単原子気体とよぶ)では U=Nx. 1x1/2mv=N mv=N×32321T=23NRT="2nRT X2 NA NA 何原子分子であれ気体の内部エネルギーは絶対温度 Tに比例することが わかっている。 内部エネルギーは温度で決まる

熱力学の問題です。最後の問題の言ってることは分かるのですが、圧力一定と考えるならシャルルの法則でも良くないですか？そうするとべつのこたえがてできます

容器内に閉じ込められた理想気体の膨張収縮について,以下の問に答えよ。ただ し、気体定数はRとし、単原子分子気体の定積モル比熱はCv=2R で与えられる。 理想気体の断熱膨張を気体分子の運動の観点から考察してみよう。図1のように、 理想気体が断面積Sの円筒状のピストン付き容器に封入されている。 気体が封入さ れている部分の長さは、ピストンをx軸方向に速度 uで動かすことで,変えること ができる。気体は単原子分子 N 個からなり,各気体分子は質量mの質点とみなすこ とができる。ただし、重力の影響は無視する。また,容器の壁面やピストンは断熱材 でできており、表面はなめらかである。 このとき, 以下の問に答えよ。 ピストン 断面積 S V y m V u X 長さ l 図 1 (a) ピストンが静止している状況 (u = 0) を考える。そのときに, 容器内部の気体 と壁面やピストンとの間に熱のやりとりのない状態のことを,以下では断熱状態と 呼ぶ。 このような断熱状態にあるためには, 気体分子とピストンとの衝突は弾性衝 突である必要がある。 なぜ非弾性衝突では断熱状態とみなすことができないかを説 明する以下の文の空欄(ア)~(キ)に当てはまる数式または語句を答えよ。 ただし,空欄 (ア)~(エ)に対しては数式を解答し,空欄(オ)〜(キ)に対しては選択肢の中から最も適切な 語句を選択のうえ,選択肢の番号で解答すること。 解答欄には答のみを記入せよ。 空欄(オ)に対する解答の選択肢: ① 物質量 ② 内部エネルギー 空欄(カ)(キ)に対する解答の選択肢: 3 熱量 ① 与えられた熱量 ② された仕事 ③ 与えられた物質量 質量 m,速度(by) の分子がピストンと非弾性衝突をする際のはねかえ

この（5）がどうしても分かりません。どういうことか教えてください。

《気体分子運動論のそのまま出る問題》 次の(1)~(8) をうめよ。 一辺の長さがLの立方体容器に, 1個の分子の質量がmの 単原子分子がn モル入っている。 いま, 図の壁Aに速度の 成分の1個の分子が完全弾性衝突をしたとすると, 壁Aは I=(1) の大きさの力積を受ける。 この分子は,1秒間に壁 y Aとは合計(2) 回衝突するから、 壁Aがこの1個の分子から平均と して受ける力fは, (3) となる。 ここで全分子にわたる の平均 を1とし、アボガドロ数をNAとす ると,壁Aが全分子から受ける力 の総和Fは(4) である。一方, 分 子は x, y, z方向にランダムな運 動をしているので,分子の速さの2乗 (v²) の全分子にわたる 平均値をとすると, 22は2を用いて, b2 = (5) xvと書ける。 よって、 気体の圧力Pはと気体 の体積V=Lを用いて, P= (6) と書ける。 ここで,状態方程式PV=nRTより, 分子1個あたりのもつ 平均の運動エネルギー R 1 mは、ボルツマン定数kB = NA 2 いて、 1/21m² もつ運動エネルギーの総和Uは, R, n, Tを用いて, U=(8) と書ける。 このUを内部エネルギーという。 | 0 ヒエ~ A L 5m²=(7) と書ける。よって,この気体分子全体の −を用

(2)は1枚目の時何が間違っていたのでしょうか？ 内部エネルギーで理想気体だからCv=3/2Rに変換できる気がするんですが… 単原子分子と問題文に書かれていないから使えないということですか？

374q_p.182_3 編_3章_基本問題 257 熱機関 _.docx 1molの理想気体の圧力と体積Vを下図のように, A→B→C→Aの順に変化させた。 最初の状態 A. は po 2po [a],[m²] であった。 p 〔Pa〕 C Po 気体定数をR [J/(mol･K)] とし, 理想気体の定積モ ル熱容量を Cy [J/(mol･K)] とする。 (1) 状態 A,B,Cの温度をそれぞれ求めよ。 (2) A→B間での内部エネルギーの増加量を求めよ。 (3) A→B 間,B→C間で気体がした仕事をそれぞれ求めよ。 (4) A→B→C→A間で気体が得た熱量を求めよ。 (¹) A = PV = nRTs Povo = RTA B-2Po4yo=R7日 C. 2PoVoRTc A 0 V, < Ja TB & Po Vo 13 To 2PoVo B 4V, V[m³) Povo R (2) ALl = nR (Povo - Povo) · 3 · 7 Povo - 3/1 P.V. R R

(4)で、W=3/2nR⊿Tで⊿T=0からw=0になってしまったんですが、どうすればいいのでしょうか？？

リード C 基本例題 25 気体の状態変化 PA 1molの単原子分子理想気体を容器の中に封入し,圧力 と体積Vを図のA→B→C→Aの順序でゆっくり変化さ3po せた。C→A は温度 T の等温変化であり,その際気体は 外部へ熱量 Q を放出した。 次の量を, To, Q, および, 気 Po 体定数Rのうち必要なものを用いて表せ。また,問いに答 O 第8章 気体分子の運動 気体の状態変化 69 えよ。 (1) 状態 B の温度TB (2) A→B の過程で気体が外部にした仕事 WAB と気体が吸収した熱量 QAB (3) B→Cの過程で気体が外部にした仕事 WBC と気体が吸収した熱量QBc (4) C→Aの過程で気体が外部にした仕事 WCA 問 Q=1.1RT のとき, 1サイクルの熱効率eを有効数字2桁で求めよ。 3poVo=RT A→Bは定圧変化である。 気体がし た仕事は 「W'= AV 」 より WAB=3pox (3Vo-Vo)=6poVo ①式を用いて WAB=2RT このときの内部エネルギーの変化 4UNBは「AU = 12/23nRAT」より 3 4UAB = 1 ×1×R(3To-To)=3RT 熱力学第一法則 「4U = Q+W」 と 「W=-W'」 より 「Q=4U+W'」 (W' : 気体がした仕事) なので QAB=3RT+2RT=5RT。 (3) B→Cは定積変化なので、気体が外部 にした仕事 WBc=0 である。 このと きの内部エネルギーの変化⊿UBCは 4UBc=1×1×R(T-3T) A =-3RTo Vo 指針 気体がした仕事を W' とすると, 熱力学第一法則 「4U = Q+W」と「W=-W'」 より 「Q=4U + W'」 となる。 各過程での Q, 4U, W' を表にまとめながら考えるとよい。 熱 効率を求めるとき, 「気体がした仕事」 は正の仕事・負の仕事をあわせた正味の仕事を考え る。一方, 「気体が吸収した熱量」 には、気体が放出した熱量を含めない。 「Q=4U+W'」 より 解答 (1) 状態AとBとでシャルルの法則を用 Vo_3Vo To いると TB よってTB=3To (2) Aでの状態方程式より 3poxVo=1×RT。 ►► 130 3VoV QBc=-3RT+0=-3RT。 [注 QBc<0であるから, 実際には気体 は熱を放出したことがわかる。 (4) C→A は等温変化なので, 内部エネルギ の変化 4UcA=0 である。 また,問題 文より,気体が放出した熱量はQである (吸収した熱量はQo)。 「Q=4U + W'」 より -Qo=0+Wc よって WcA=Qo 以上の結果を下の表にまとめる。 -3RT-3RTo 4U + W' A→B (定圧) 5RTo 3RT 2RTo BC (定積) 0 - Qo 0 -Qo CA ( 等温) 一周 2RTo-Qo 0 |2RT-Qo 問 気体がした正味の仕事 W' は W'=WAB+WBc+WcA=2RT-Qo 気体が吸収した熱量 Qin は Qin=5RT [注 放出した熱量を含めてはいけない。 W' 2RTo-Qo Qin 5RT｡ よってe= ここで, Qo=1.1RT を代入すると 2RT-1.1RT 0.9 e= 5RTo -=0.18 5