(3)の解答で図1の内部空気の圧力はP0+ρgd、図2はP0+ρg(h+d/2)とありますが、これはどこから出てきた式ですか？特に図1に関しては外力を加えてるにも関わらずそれが式に関与してこないのは変だと思いました。この式の出し方を教えてください。

69* 断面積 S,質量Mの一端を閉じた円筒が,開Po 口部を下にし,上端は水面に一致して鉛直に静止 している。 円筒には鉛直下向きに外力が加えられ ている。円筒の内部には気体が入っており,円筒 の上端から内部の水面までの距離をdとする。 円筒の厚さ,内部の気体の質量,水の蒸発は無視 する。大気圧をPo, 水の密度をP, 重力加速度 をg とする。 ( (1) 外力の大きさを求めよ。 Po S 図1 M P h 次に,円筒を深さんの位置まで沈めると,外 力を加えなくても円筒は静止した(図2)。 このと きの内部の気体の高さは1/2dであった。 冷 1-2 P 2d (2)円筒の質量 M を Po, p, S, d, gの中から 必要なものを用いて表せ。 M X (3) 図2 (3) 円筒内の気体の変化は等温変化とみなせるものとする。 んをPo, p, S, d, gの中から必要なものを用いて表せ。 (4)円筒内の気体の変化が断熱変化とみなせる場合を考える。円筒が静 止できる深さんは (3) で求めた値より大きいか, 小さいか。 1(筑波大)

この３つを教えてください！ 隣が答えです！！！ 見にくかったらすみません、

1 力と圧力について調べるために,次の実験を行った。 これについて、あとの各問いに答えなさい。 【実験1】 図1のような机の上に置かれた物体を, ばね 図1 ばかりにつるして持ち上げたところ, ばねばかりは3.5 Nを示した。 物体をばねばかりにつるしたまま、ゆっく りと水そうの水に入れ、図2のように全体を水に入れた とき、物体が水そうの底についていない状態で, ばねば かりは2.3Nを示した。 16cm 図2 237 面P 5cm 物体 14cm 机 とうめい えんとう 【実験2】 図3のように、透明な円筒の両側にゴム膜を はったものを水そうの水に入れ、ゴム膜のようすを調べ た。 図3 水 空気が 通る管 透明な円筒 ① 図1で,机が物体から受ける圧力は何Paですか。た だし, 1Pa=1N/m²です。 ゴム膜 ②図1の物体の面Pを下にして机の上に置くと, 机が物体から受ける圧力は,前問①の何倍になりますか。 分数で答えなさい。 ③図2のとき, 物体にはたらいている重力を, 解答用紙の図に力の矢印で表しなさい。 ただし, 解答用紙の 方眼の1目盛りは0.5Nとし, 物体の中心を点(●)で表しています。

ここで言っている、4.0×10^5Paというのは、気体のエタノールで無かったら一体何の気体の圧力なんでしょうか？

②…誤図1より 30℃ 4.0×104 Paの下では、エタノールはすべ て液体として存在する。 なお, 蒸気圧曲線上の温度、圧力の下では 液体と気体が共存した状態となる。 よって,この記述は誤りである。

コックを閉じてる時と開いてる時や仕切りが動くなどがどういう時にそうなるのかがよくわかりません。

求めよ。 50. 〈シャルルの法則> コック 〔東京都市大〕 ピストン コック a A室 B室 図のように, 両端にそれぞれコックaとbがつい た断面積 20cmのピストンを備えた円筒容器があ る。コック aとbを開いた状態で,A, B 両室の空 気は 27℃,1.0×10 Paである。 いま (1),(2)のよ うに操作するとき, ピストンはそれぞれ何cm 移動 するか。 ただし, ピストンは抵抗なく移動し, ピストンおよび円筒容器は他室へは熱を 伝えないものとする。 気体定数 R=8.3×10°Pa・L/(mol・K) -50cm- -50cm- (1) 27℃ で, コック aを閉じ, コックbを開いた状態からA室のみを57℃にする。 (2)27℃で,コックaとbを閉じた状態から, A室のみを 57℃にする。〔神戸学院大] P1 気休の分圧 BAEH

（2）教えてください🙏

問1 次の文章を読み, 設問 (1)~(3)に答えよ. 数値は有効数字2桁で答えよ。 Abel Not l 應義塾大) に,上部が開いた管内部の断面積が4.0cm²のU字管の底部に水だけを通す半透膜を設置した。 大気圧下 塩化ナトリウム (NaCl) を純水に溶解し, 1.00Lの濃度x [mol/L] の希薄溶液を調整した。 図に示すよう で、調整した NaCl 水溶液から100mLを左側の管に, 100ml の純水を右側の管に入れた。 温度 300Kにお いて, U字管に NaCl水溶液および純水を入れた直後は, 水面の高さは同じであった.その後, 右の純水側 から左の水溶液側に水が流入し、水面の高さが変化し始めた。変化が止まった際の水面の高さの差は cmである.ここで, 水溶液の密度は純水のそれ 5.0cmであった. そのとき, 移動した水の体積は と等しいとし, 高さ 1.0cm の水柱の圧力は 100 Pa とする。 断面積 4.0cm2 断面積 4.0cm² 同じ水面 の高さ 水溶液 半透膜 純水 水溶液 半透膜 純水 5.0cm 図 半透膜を設置したU字管における純水と水溶液間の水の移行現象 (1) に当てはまる適切な数値を答えよ、 X(2)調整した NaCl水溶液の濃度x [mol/L] を答えよ. 気体定数は8.31 × 103 Pa・L/(K・mol) とする.

この問題の（2）の解き方教えてください🙏 答えは1.10×10‎^-4です

問1 次の文章を読み, 設問 (1)~(3)に答えよ. 数値は有効数字2桁で答えよ。 Abel Not l 應義塾大) に,上部が開いた管内部の断面積が4.0cm²のU字管の底部に水だけを通す半透膜を設置した。 大気圧下 塩化ナトリウム (NaCl) を純水に溶解し, 1.00Lの濃度x [mol/L] の希薄溶液を調整した。 図に示すよう で、調整した NaCl 水溶液から100mLを左側の管に, 100ml の純水を右側の管に入れた。 温度 300Kにお いて, U字管に NaCl水溶液および純水を入れた直後は, 水面の高さは同じであった.その後, 右の純水側 から左の水溶液側に水が流入し、水面の高さが変化し始めた。変化が止まった際の水面の高さの差は cmである.ここで, 水溶液の密度は純水のそれ 5.0cmであった. そのとき, 移動した水の体積は と等しいとし, 高さ 1.0cm の水柱の圧力は 100 Pa とする。 断面積 4.0cm2 断面積 4.0cm² 同じ水面 の高さ 水溶液 半透膜 純水 水溶液 半透膜 純水 5.0cm 図 半透膜を設置したU字管における純水と水溶液間の水の移行現象 (1) に当てはまる適切な数値を答えよ、 X(2)調整した NaCl水溶液の濃度x [mol/L] を答えよ. 気体定数は8.31 × 103 Pa・L/(K・mol) とする.

（1）〜（6）まで分かったのですが（7）が分かりません 教えて頂きたいです

次の文の に入れるべき式を記せ。 図のように、なめらかに動くピストンをもつ断面積 Sの2つの円筒形の容器Aと容器Bが, 大気中で鉛 直に固定されている。2つのピストンは,質量の無視 できる細い棒で連結されている。各ピストンの質量は Mであり, AとBの中にはそれぞれ1モルの単原子 分子の理想気体が入っている。 容器とピストンは断熱 材でできている。 また, Aには加熱用のヒーターが取 り付けられている。 気体定数を属, 重力加速度の大き さをgとする はじめに, AとB内の気体の温度はともに T。 であ A内の気体の体積が V の状態でピストンが静止 している。このとき, AとB内の気体の圧力がそれ ぞれ PA と PBであった。 PA と PBの差 4P (=PA-PB) を M, S, g で表すと (1) となりま た,B内の気体の体積VB を PA, AP, Vo で表すと (2) となる。 ピストン 棒 ヒーター 円筒容器 B 円筒容器 A 次に,ヒーターによりA内の気体を加熱したところ,ピストンがゆっくりとんだけ上昇し, A内の気体の温度は T」に, B内の気体の温度は T2 になった。 この過程でA内の気体がした 仕事を WA, B内の気体になされた仕事を W とする。 A内の気体の内部エネルギーの変化を R, To, T で表すと (3) WB を R, T2, To で表すと (4), WA を WB,M,g, hで表 すと (6) (5),また,A内の気体に与えられた熱量をh, R, To, Ti, Ta, M, g で表すと となる。 なる。 以上では T2 を既知量としてきたが, T2 を T1, Vo, 4P, VB, S, h, R で表すと (7) と

（2）ではどうして窒素だけの体積で考えるのでしょうか？

準 56. 〈混合気体と蒸気圧〉 つ入れ, 圧力を1.0×10 Pa, 温度を60℃ に保ったところ, ヘキサンはすべて気体と 体積を自由に変えることができる容器内 にヘキサンと窒素をそれぞれ 0.20mol ず ヘキサンの蒸気圧(×10°Pa) PRERA22265 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 なった。 ヘキサンの蒸気圧曲線は図の通り である。 次の問いに有効数字2桁で答えよ。 R=8.3×10°Pa・L/(mol・K) (1) 混合気体の圧力を 1.0 × 105Pa に保 ったまま, 温度を徐々に下げていったと き、何℃でヘキサンが凝縮し始めるか。 (2) 混合気体の圧力を 1.0×10 Pa に保っ 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 10 10 20 30 40 50 60 70 温度 (℃) たまま,さらに温度を下げて 17℃にした。 このときの混合気体の体積は何Lか。 (3)17℃のもとで, 凝縮したヘキサンをすべて気体にするためには, 混合気体の体積を 何L以上に膨張させなければならないか。 0x80 上智大 〕

(5)のカの求め方がよく分かりません。 あと(６)のオレンジで印のつけてあるv’1>v’2のところで平衡2の方が1よりアンモニアは少ないからアンモニアを分解する逆反応v’2がv’1より大きくなってv’2>v1と考えることもできませんか？

問2 次の文章を読んで, 設問 (1)~(6)に答えよ。 7mol 3mal 窒素 N21.0mol. 水素 H2 3.0molの混合気体を少量の四酸化三鉄 FeO』とともに容 積可変の密閉容器に入れ、 ある温度で反応させると, 式 (1) の反応が起こり, アンモニ アNH』 が生じた。 2mol N2 + 3H2 2NH3 チュ Ett (1) 2コ 容器内の圧力をP 〔Pa] に保つと、 混合気体中の物質量の比がN: H2: NH3 =1:3: 2になったところで平衡状態となった (平衡状態1とする)。 また,平衡状態における各気体の分圧をPNa. PH, PN4 とすると,圧平衡定数 K, は 式 (2) のようになり, P1 を用いてK を表すと式(3)のようになる。 (PNH) 2 K₁ = PN2X (PH2 ) 3 ア [ウ Kp= P1 イ 平衡状態1から温度を一定に保ったままで, 圧力を Pi 〔Pa] よりも 設問(5) 空欄 ク にあてはまる整数を記せ。 設問(6) 平衡状態における正反応によるNH』の生成速度を11. 逆反応による NH3 の分解速度をvi', 平衡状態2における正反応による NH3の生成速度をV2, 逆反応によるNH の分解速度を vzとする。また,平衡状態1から平衡状態 2に変化する過程でのある時間における正反応によるNH3 の生成速度を Ut, 逆反応による NH3 の分解速度を ur' とする。 次の(a)~(c)に示した反応速 度の大小関係を等号もしくは不等号を用いて表せ。 (a) (b) vi v₂ (C) vt v2 平 1→2 平衡状態では 1→ 2 (2) →正 NH ←反応 (3) NHD減らす反応の 方が速い 正反と反の亜同じ ひび NHS だんだん NHSの増える 速度 ひこぴ ひとくひと ひとつひ 平衡2の方がより NH ひょうひ エ(高い低い) P2 〔Pa] に保つと,平衡がオ(右左に移動し,N2, H2, NH3 の 物質量の比が1 カ 1になったところで新たな平衡状態となった (平衡状態 2 とする)。 P1とP2 の間には式 (4) の関係が成り立つ。 P2= -P1 (4) ク 設問 (1) 式 (1) のアンモニアを合成する方法の名称を記せ。 設問(2) 平衡状態1 における NH3 の物質量を有効数字2桁で記せ。 設問(3) 空欄 ア ~ ウ にあてはまる整数を記せ。 設問 (4) 空欄 エ オ に括弧内の語句のいずれかを記せ。 い ひょうひょ

物理重要問題集2024 大問71番の（3）なのですが、シャルルの法則は、初期状態と状態2で一定ではないのですか。

必解 71. 〈気体の状態変化と熱効率〉 熱機関を利用して上昇, 下降するエレベータの 熱効率を求めよう。 図1のように大気中で鉛直に 立てられている底面積S〔m²〕 の円柱形のシリン ダーに質量 Mo〔kg〕のなめらかに動くピストンが ついており,中に単原子分子理想気体が封じこめ られている。 図1のようにピストンの可動範囲は ho〔m〕からん 〔m〕 までである。 重力加速度の大き さを g〔m/s2] とする。 物体 M [kg] ピストン Mo〔kg]- h [m] ho[m] 初期状態 単原子分子 理想気体 状態 2 図1 初期状態は,気体の温度が外部の温度と同じ To [K], 気体の圧力』が大気圧と同じPo〔Pa〕, ピストンの高さがん。 〔m〕である。まず、ピ ストンの上に質量 M[kg] の物体を乗せ、シリンダー内の気体に熱を与える。 しばらく静止 し続けた後, ピストンが動きだした。 この動きだしたときの状態を状態1とよぶ。 さらに熱し続けるとゆっくりとピストンは上昇し,高さがん 〔m〕 に達した。 このときの状 態を状態2とよぶ。状態2になった瞬間に物体をピストンから降ろすとともに熱を与えるの をやめた。ピストンはしばらく静止し続けたが,やがてゆっくりと下降し,高さがん [m] となったところで静止した。 さらに時間がたつとシリンダー内の気体の温度がT [K] にな ったところで初期状態にもどり、この熱機関はサイクルをなす。 (1)状態1のシリンダー内の気体の温度を求めよ。 [Pa] (2) 初期状態から状態までに気体に与えられた熱量を求めよ。 (3)状態2のシリンダー内の気体の温度を求めよ。 (4) 状態1から状態2までに気体に与えられた熱量を求めよ。 (5) 気体の体積をVとするとき,このサイクルのV図を図2にかけ。 (6) このサイクルで熱機関が外にした仕事を求めよ。 (7) このサイクルの熱効率を求めよ。 0 V[m³] 図2 (8)M=2Mo, Mo= PoS =2h の場合の熱効率の値を求めよ。 [12 弘前大〕