計算するときに物質量がマイナスになる理由を教えてください。

で水素 1.0 mol と酸素 0.50 mol を反応させ、 H20 (g) を合成した。この反 応に伴い、243(kJ) の熱が発生した。 水素と酸素はすべて反応し、 温度および圧力は一定であった。 この反応に伴う内部エネルギー変化 (kJ) を求めよ。 なお、 解答は有効数字3桁で示せ。 (薬剤師国家試験から抜粋して改変) PV = nRT OV=Q+W QU+OV₂-0U₁ = 9-P(V2 V1) 圧:一定 1~10.5 1.5 H-U+PV =U+nRT OH-OUTOURT OU=OHOUPT H+→10 on-0.5mol △V=-243(kg)-1(50)×8.31×(107+273) =-243(FJ)+1578.9(J) =-241.4 = -2,4 ( × 10² (KJ) 1,5789KJ

(1)の問題です。問題の下に書いてあるのが私の考えなのですが、なんで答えと違うのか教えてほしいです。W=-pΔVを絶対使わないといけないのでしょうか、、

のアル ―はいくら 15.0×10 13. 気体の内部エネ 310. 熱力学の第1法則 なめらかに動くピストンを備え たシリンダー内に気体が入っており, その圧力は1.0×105 熱 Pa である。 圧力を一定に保ちながら,気体に 7.0×10²J の熱を加えたところ, ピストンは0.50m移動した。シリ ンダーの断面積は4.0×10-m²である。 (1) 気体が外部にした仕事はいくらか。 (2) 気体の内部エネルギーの増加はいくらか。 0.50m V = 2²² RAT 21 OV=3003 av=2pav V = ² PV / W = Q-SV M 700-300 6s×4.0×10-3 11.0×105 うに ピストンのついたシリ 例題 41 W=4000 HH

最初からどうとけばいいかわからないです、、　 出来るだけ詳しくお願いします。

Eldo m る, れら 店と ・ボ -。 V 3 4 下線部 (3) を日本語に訳しなさい。 図1のように,なめらかに動 くピストンがついた十分に長い シリンダーの内部に1molの単 原子分子理想気体が閉じこめら れている。 支点からつり下げら 直下向 圧力 支点 シリンダー 0 図1 Pol れたシリンダーは鉛直面内で傾 けることができ, 鉛直下向きと シリンダーの軸のなす角を0とき する (° 0°)。シリンダー とピストンはともに断熱材でで きており, ピストンの断面積を S, ピストン面からシリンダーの底面までの距離を L, シリンダー外部の大気圧を po, 気 体定数を R, 重力加速度の大きさをgとする。 (1)最初,シリンダーは鉛直でピストンが下側になっており (0=0℃), 理想気体の圧力は Po 2 B ピストン 答えなさい。 A SL₂ SL1 SL3 図2 SL 体積 で, L=L」であった。この状態をAとする。ピストンの質量を求めよ。 2 (2) その後, シリンダーをゆっくり傾けていった。 鉛直下向きとシリンダーの軸のなす 角が0のときの理想気体の圧力を求めよ。 (3) シリンダーが水平になったとき (0=90°), L=L2 になった。 この状態をBとする。 状態 A からBへの理想気体の断熱変化における圧力と体積の関係は,図2の実線で表 される。 状態 A から B への変化で, (a) 理想気体の内部エネルギーの増加量と (b) 理想 気体が外部からされた仕事を求めよ。 また、このとき、理想気体が外部からされた仕 事は、図2の中のある領域の面積に対応する。その領域を図2において実線で囲み、 斜線で図示せよ｡ (4) 次に, 090°のまま, 理想気体をゆっくり加熱すると、L=L」 になった。この状態 をCとする。 状態BからCへの理想気体の定圧変化で, (a) 理想気体が外部にした仕 事と (b) 理想気体が吸収した熱量を求めよ。 (5) さらに、シリンダーをゆっくり鉛直にもどすと (0=0°), L=L」 となった。この状態 をDとする。 最後に, 理想気体をゆっくり冷却し、状態Aにもどした。 つまり,理想 気体を状態A→B→C→D→A と変化させて, 最初の状態にもどした。 このサ イクルを熱機関とみなしたときの熱効率を Li, L2, L3, L』 を用いて表せ。

（4）の解説で、W>0というのはどこからわかるのでしょうか？

必修 基礎問 6. 熱力学と分子の運動 39 熱力学第1法則 AJE 圧力 [Pa] B P₂. CH 単原子分子の理想気体をピストンの付いた容器に 入れ、その状態を図の(a) A→B→C→D→A, (b) A→B→D→Aと2つの経路にそって変化させた。 ここでB→Cは等温変化, B→Dは断熱変化である。 図に与えられた [Pa], p2 [Pa〕, V1 [m²], V2 〔m〕 を用いて, 以下の問いに符号に注意して答えよ。 (1) A→Bの変化において、 気体に与えた熱量 〔J〕 を求めよ。 (2) DAの変化において、 気体に与えた熱量 〔J〕 を求めよ。 (3) B→Cの等温膨張において,気体に与えた熱量に相当する p-V グラフ の面積を図に斜線で示せ。 Ho X 気体の断熱膨張において, 温度が下がる理由を簡潔に説明せよ。 (5) B→Dの断熱膨張において,気体が外部にした仕事 [J] を求めよ。) (金沢大) A 0 V₁ CD 物理 [5] D V2 体積 [m²]

物理の熱力学の問題です 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします

76 第2章 熱と気体 *** 57 [12分 ･20点】 XX 気体の熱的性質について考えよう。 図のような, シリンダーとなめらかに動 くピストンからなる断熱容器があり, ピス トンにはバネが付けられている。 また,シ リンダーにはヒーターが付けられており, 断熱容器に閉じ込められた単原子分子理想 気体に外部から熱を加えることができる。 さらに, シリンダーにはコックが付けられ 0 63 8 ている。 最初にコックは開かれており, 容器内の気体の圧力は大気圧と同じであった。この とき シリンダーの気体の部分の長さとバネの長さはともに⑩であり、バネは自然 の長さであった。また,シリンダーの断面積を S, 大気圧を po, 室温を絶対温度で To とする。 問1 コックを閉じ、ヒーターによって熱を与えて容器内の気体をゆっくり膨張させ る。 容器内の気体の圧力が 10mとなったとき, パネの長さは 1/26 -ℓo となった。ぱね 定数は PoS この何倍か。 ② 63 80 25 144 3 9 8 19 ② 144 9 80 17 3 144 ヒ 5 4 *コック 80 9 問2 このとき, 容器内の気体の絶対温度をTとする。 T1 は T の何倍か。 9 8 4 9 ① ② (3 4 ⑤ 6 9 5 8 問3 気体の物質量をn, 気体定数をRとすると気体の内部エネルギーの増加分4U はいくらか。 0nR(T₁-To) nR (Ti-To) ⒸnR (T₁-To) 13 144 6 5 ⒸnR(T₁-To) 問4 この間に容器内部の気体は, 外部(大気とバネ)に対して仕事をする。 この仕事 W は poSlo の何倍か。 ① 8 9 バネ 10 9 11 144 4 問5 ヒーターによって気体に与えた熱Qを4UとWを用いて表せ。 0 AU-W ②4U+W 3 W-AU *58 18分 ･12点】 X A 問1 容器内に閉じ込めた理想気体の温度を上昇させる。 温度上昇が共通のと き,気体の体積を一定に保った場合と, 圧力を一定に保った場合を比べると、必要 熱エネルギーはどちらの方が大きいか, またその理由は何か。 ① 体積を一定に保った場合の方がQが大きい。 理由は気体が外部に仕事をしない からである。 ② 圧力を一定に保った場合の方がQが大きい。 理由は気体が外部に仕事をするか らである。 どちらの場合もQは同じである。 理由は温度上昇が同じだからである。 B 気体定数をRとする。 理想気体の定積モル比熱をCio 定圧モル比熱をC, とする。 Cr, Cyの間に成 り立つ関係式として正しいものはどれか。 ① 0 Cp-Cv=R ②Cv-Cp=R ③ Cy+Cp=R 問3 単原子分子理想気体と2原子分子理想気体の定積モル比熱の組合せとして正し いものはどれか。 ただし, 気体の温度は300Kとする。 ② §2 気体の状態変化 4 単原子分子 R R R -R 77 2原子分子 3R R R R

至急です！！！ 締め切りが明日なので急いでます！！ 物理基礎の「熱と仕事」「熱効率と不可逆変化」についての問題です。 答えを教えてください！

4.「熱と仕事」 「熱効率と不可逆変化」 について,次の( )に適当な語句や数値を書きなさい 解答番号 56~60 (1) 気体を形づくっている原子や分子は, 熱運動による運動エネルギーや位置エネルギーをもって いる。これらのエネルギーの総和を ( 56 )という。 (2) 気体が吸収した熱量と気体がされた ( 57 ) の和は,気体の内部エネルギーの変化に等しい。 これを(58)という。 (3) 蒸気機関や各種エンジンのように, 熱の形でエネルギーを供給して仕事を取り出す装置を といい, 燃料から発生する熱に対する有効な仕事の割合を表 量を, ( 60 )と いう。ディーゼル機関の60は0.3 ~ 0.4 である。

（3）の解説で波線を引いているところがどのようにして求めたのかわからないです。 よろしくお願いします。

必修 基礎問 40 気体の熱サイクル ピストンのついたシリンダーに定積モル比熱が /3 2 Rの理想気体を一定量 ⑦ 〔mol] 入れ, その圧力 と体積Vを, 図に示すようにA→B→C→Aと 変化させる。ここで, B→Cは断熱変化で,状態 圧 力 3.0po Po 物理 B SINOT A 0 Vo C Vc 体 Cの温度は状態Bの温度の0.64倍となった。 状 (0 態Aの圧力および体積をDおよび Ⅴo状態Bの圧力を3.0 po としたとき, 以下の問いに po, Vo を用いて答えよ。ただし、R は気体定数である。 (1) A→Bの変化で気体に加えられた熱量 QAB を求めよ。 (2) B→Cの変化で気体がなした仕事 WBc を求めよ。 (3) C→Aの変化で気体がなした仕事 WCA を求めよ。 (4) A→B→C→Aのサイクルを熱機関と考えた場合に, 熱効率eを計算し て有効数字2桁で % で表せ。 (電通大)

高1物理です。画像の回答が合ってるかどうか、間違っていれば考え方も一緒にお願いします🙇🏻‍♂️🙇🏻‍♂️

スト対策 ① 【文章・語句】 次の問いに答えよ。 以下の文は、温度について説明した文章である。 ①~⑤に適切な語句を入 れよ。 セルシウス 物体の温度は、日常生活では ( ① ) という尺度で測定され、 度 単位には (②) を用いる。 しかし、物理や科学の世界では、 原子や分子の熱運動が起こらな 絶対温度 くなる温度を基準とする (③) という尺度が用いられ、単位 ケルビン 12 (4) である。熱運動が起こらなくなる温度のことを特別 に ( ⑤ ) と呼ぶ。 次の現象は、潜熱、比熱容量、静電気、電気抵抗のどの事項と最も関係が 深いか。 ① 冬の乾燥している日に金属製のドアノブに触れる瞬間、 ビリっと痛み を感じた。 静電気 ② やかんでお湯を沸かしていたら、沸騰が始まったが、 いくら火力を強 潜熱 くしても水がある限り 100度以上に温度が上がらなかった。 ③ アルミニウムと銅を同時に同じ火力で加熱したら、 銅の方が温度の変 比熱容量 化が大きかった。 ④ 同じコンセントにつないでも、電球の種類によって明るさが異なった (電球は新品である)。 電気抵抗 物質の抵抗値について空欄に当てはまる語句を答えよ。 「抵抗値は、物質の(ア)に比例し、(イ)に反比例する」 長さ 内部エネルギーの変化について空欄に当てはまる語句を答えよ。 「物質の内部エネルギーの変化は(ア)と(イ)の和になる」 II. 【計算 (小問)】 次の問いに答えよ。 30 co ok 237k (1) 人間の体温36℃を物理で用いられる熱運動が起こらなくなる温度を基準 とする尺度で表すといくらか。 237 k 1gあたり 334J (2) 氷の融解熱は334Jg であるとする。 g[/g] で ① 0 ℃の氷 100g を 0℃の水にするのに必要な熱量はいくらか。 33400J ② ①で求めた熱量の 1/4の熱量を加えた場合はどのようになるか。 25g 水. 75g 氷 (3) ある物体の温度を50℃から 100℃にするのに 3.0×105Jの熱量を要し 2- [F/K] x ((00-50) た。 この物体の熱量は何J/Kか。 [JR] = 50 30x105 6.0x104[ (4) 次の場合に、内部エネルギーは増加するか、 減少するか。 また、その変化 量はいくらか。 ① 気体に 2.5 ×10²Jの熱を加えながら、 気体を圧縮して 1.2 × 102J の仕事 をした。 +2.5×102-1.2×102 増加する ② 気体を圧縮して 3.0×102J の仕事をしたら、 1.8×102J の熱を放出した 増加する (5) 30 Ωの抵抗と 60 Ωの抵抗を次のようにつないだときの合成抵抗を求めよ。 ① 直列接続 902 ② 並列接続 1 30 60 + 2 3 60 2022

この問題の（5）の解説の下線部が分かりません。 教えて頂きたいです。

5 気体の状態変化 ・ 熱効率 Anun 円筒容器にピストンで単原子分子理想気体を封じ、容器内外の圧力を1.0×105 Pa, 気体の温度を3.0×102K, 体積を 2.0×10-3m² とした。 このときの気体の状態をA として、次の手順で気体の状態を変化させた。 過程Ⅰ ピストンを固定したまま気体に熱量を与えたところ,気体の圧力は 2.2×105Paになった (状態B)。 過程Ⅱ 次に,気体の温度を一定に保ちながらピストンをゆっくりと操作したと ころ,気体は 3.5×10℃Jの熱量を吸収し、 圧力が1.0×10 Paにもどっ た (状態C)。 状態Cで気体を放置したところ、 気体はゆっくりと収縮し、 状態Aに もどった。 過程ⅡI (1) 過程IⅡI→Ⅲの変化を、横軸に体積V, 縦軸に圧力をとったグラフと, 横 軸に温度 T, 縦軸に体積Vをとったグラフに示せ。 なお, グラフには変化の 向きを示す矢印を入れ, 状態 A~Cでの横軸と縦軸の値を明記せよ。 (2) 各過程での気体の内部エネルギーの変化 401 〔J], 4U [J], ⊿Um [J]を求めよ。 (3)各過程で気体がされる仕事 W 〔J〕, WⅡ [J], Wm [J]を求めよ。 (4)過程IとⅢで気体が外部から吸収する熱量 Q1 [J], QⅢ [J]を求めよ。 (5) この1サイクルにおける熱効率を求めよ (分数で答えてよい)。 20 8

赤下線部のところですが、なぜ3/2pv +3/2……のようになるですか？ 上の内部エネルギー式を代入？するのだろうと思うのですが、どうやって変形して代入すれば良いかわかりません。

断熱容器内の気体の混合 [ 難易度 図のように, 容積Vの容器1と容積 2Vの容器2 をコックのついた細管で つなぎ全体を断熱材でおおう。 コックは はじめ閉じられており, 容器には圧力 P. 絶対温度 T の単原子分子理想気体 が, 容器2には圧力 3P, 絶対温度4T の単原子分子理想気体がそれぞれ入れら K れている。 コックを開けて気体が平衡状態になったとき, 容器全体を占める気体の 圧力および絶対温度はいくらになるか。 CO2 78 容器1 V P, T 容器2 520- 2V 3P, 4T