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物理 高校生

問2教えてください! 容器内はSlの分体積が増えたから、V。+Sl と考えたのですが、なぜ違うのでしょうか?

/ ep の 陸生じ凡 ばね付きピストンで封い に ーー ーー CE = mm所二科 図のように, 温度調節器, 断熱材で作ら れた容器と ピス トンおよび, ばねからなる装置がある。 容器は床に固定き れ, ピストンの断面積は S であぁる。 外気の圧 カはであり 容器内には最初圧力ヵ。 体積 温度の, の単原 子分子 人 理想気体 1 mol が入っている。ばねは自然の = 温度調節器から傘器内の気体に熱を与えた CS SG 人 の力は 湯度はになった、次の間いの竹えャ それや つずつ選べ。 ただし。 気体定数を々とする。 問1 気体の圧力あはいくらか。 器層守品 履 が縮んで, その長さは/ 人 ー7/)* を 2 ⑩ &-革@-が @ が56が @⑨ -を(の 0 がすそ(の 問2 容器内の気体の温度子はいくらか。 0 +(6-の5) @ 支人(6ー05) @ (6-の5) @ 訪-(ムーの3) 問3 気体の内部エネルギーの増加はいくらか。 0 #R7-7) @ mA&7-7) 6 っR7-7) 0@ AR(7ー7) 問4 ばねに蓄えられたエネルギーを ピス トンが外気にした仕事を 贅とすると, 温度調節器 が放出した熱量 のはいくらか。 0 47一 @ ち-40+P @ p+40- ⑳ j++40+ 1987 追試 改] 9 1 ピストンにはたらく水平方向のは, 20-まAO-の=まerの) のようになる。 3 カカの 問4 気体は膨張しているので, 外部に対して正の仕 2 衣 3 事をしている。 気体がした仕事を とすると,そ の 2 25 の一部はばねに蓄えられ, 残りはピストンが外気に よって ぁみすそ(の した仕事と等しい。 よって 叱テ十屯 問2 気体の N 。ー7S だけ増加 Lrua。 mn 気体がされた仕事は 一ゆ"となるから熱力学第一法 則より ヵX(只(6ーの3)=ニ1xA7 499+(一) 4 7た(6ー03) よって 0=40+上ゆーg+ガ0+玉 問3 1molの単原子分子理相気体であるから asia 0生生 。 生玉積25X10” mi 温度27'Cの理想気体 2.0mol の圧力は何

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(2)2RT0になるまでがよくわかりません。 教えてください

の状態変化 間本 1mol 原子分子理想気体を容器の中に寺 レ) 圧移還 4 り と体積 了を図の AっBCつA の順序でゆっくり変化さ 3k語 せた。 Cつ人4 は温度 76 の等温変化であり, その際気体は て のを放出した3 次のを 2 も | なgpのうち必要なものを用KC表下請 3 | ぇょ。 人 | Q) 状態Bの温度7 |) AーB の過和で気体が外部にした信和人 |) BC の財各で気体が外部にした仕事 sc と気人2放計 (4) CつA の過程で気体が外部にした仕事 ce 問 0=1.1E7o のとき, 1サイ クルの熱効率 e を有効数字 2 桁で 気体がした仕事を 史"とすると, 熱旋学第一法則「ブソニ0 aa rOニ0 叱"」 となる。各骨程での Q, 0, " を表にま とめなが 効率を求めるとき,「気体がした仕事」は正の仕事・負の仕事をあわ直 る。一方,「気体が吸収した熱量」には, 気体が放出した熱量を店め 医 (1) 状態4とBとでシャルルの法則を用 ほ 「Q=ニ40キリ ぃぇと cニー376直0 よめの 0 前 =37 は熱を放出した (2) Aでの状態方程式より 3 (4) CAは等温変化 3x =1xp7n 。 ルルテイ ーの変化 4CcA=| Bo16三7D。 昌和a① : AつB は定圧変化である。 気体がし : 文より, 気体が放 た仕事は「ゆ=カイル」より - 中a=3がX =6が6 0 や式を用いで Ma王2

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ウ〜キの問題の解き方を教えてください よろしくお願いします

lmoliの理想気体については. その正方 ぁIN/m2|、 人 im 絶対温度 7IK] の間に, 次の状態方程式が 成 9 立つ。 のアニォア :R は気体定数) この関係をミクロな立場から考え, 定積モル比熱を求 めてみよう。 1 辺と[miの立方体容器に, 単原子分子からなるぁ Imoli の理想気体が入っている。その分子は全部で が個 あるとし, 分子1令の質量を w (kglとする。 各々の分子 は, なめらかな壁と弾性衝突をしながら之動を続ける。また, 分子どうしの衝突人は考え ないことにする。図のように, 容器の豆の各面に垂直に座標軸をとる。 速さ im/sj で運動しているある1 つの分子に閉目し. その加度成分をそれぞれ ぁ。 9 9 とする。 5 いま,ぇ軸に垂下な壁の 1 つを A とすると. 個A との1回の街突で この分子が A に及ぼばす力積の大き さはしデコ ・$]である 3 # 秒間に壁A と しイ_」四 稀突するので. この間に感 A に及ばすカ積の夫和は ば IN-s)である。 したがって。 この分子が壁 A に及ぼす圧はしゴ(Nm ので 次に. 容器の中の が個の分子全体について考える。各分子の連度の *成分の〉 2 乗を平 均した和仁を 2.? で表し. 他の連度成分についても同拉に扱うと、 ゅ“=ッマニッ5. 5 すッと考えられるので./個の分子全体が壁 A に及ぼす圧力は、 で* を合って ぁ= IN/m2| と表せる 5 /:ew ・ 状態方程式とを比較して考えると. 分子】個の運動エネルギーの平均値は。 7を使っで El ーー この気体の内部エネルギーは しカ ] は) と表すことができ. 絶対温度7とともに変化することがわかる。 容器の体積を一定に保って. この気体に熱を加えると、 気体に与えた熱基はすべて内 ーー で 定積そん擬熱はしキ ](J/mel-Kiであること がねわかる。 /

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式が二つしかないのでn1"が求めれないのですがどうやって説いているんですか?

人 へ 1 PAN によき 3 MTの支間の| ① |. ーー 、 は[大きく・小きさく]のどちらかを選び解答机にひ〇をつけ 玉 E m 由を に 15 字以上 30 字以下で説明せよ。 図のように, 断熱材で囲まれ, 容積が変化しない 3 つの容器が, 体積が押。 きる細管で連結されており, そこにコックA, Bがある。はじめコックA ni 義じられている。 3 つの容器 1 LL, 臣の容積はそれぞれ中, sma り. そこに絶対温度が75. 75(KJ, 物質量がヵ:。 z, xs[mol〕の単原キム 子の理想気体が封入されている。ただし, 気体定数を (J/ mol・K) 〕 とし, 理和 気体と外部とのエネルギーの出入りはないものとする。 1 IL 山 A B : ( , / 導い (3) 人 索 7> 73 か ヽノ Ns際/ ヽプ 3 容器1 の内部エネルギーは (J) と表される。容器の中の理想気体が 章子分子ではなく二原子人子で構成される場合内部エネルギーは5ー。ァの み と表され. 単原子分子のときよりも L② Kき<・ホさきの] 還のmiは (3③) | である。た 分子を構成する原子の振動は影響しないとする 、「導エネルギーの総和と物押の総和が保存する ら, 平衡状態に達したときの容回 と容器の となり. 容器Tと容器の中の気作物 中の和気体の慢度は| ④ ] (mol) となる。 5 コック 4 を開けたまま。コック の中の気体の物質量は | ⑦⑰ は (Fa) となる

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至急お願いします。 この問題の4番の解き方を教えてください

しコソルードルPH 凍の (4)) このときの分子の運動エネルギーはポルツマン定数ん と温度を用いで 馬こざ ぅ の ぅメ7 と表きれる。 この結果と(3)で求めた式より, 理想気体の状態方程式を導け。 (5) 容器内に密閉された He ガスの密度が 0.18 (kg/m?) であり, その圧力が 1.1X10! (N/m2)】 であるとき, この He ガスの温度は何 [K〕 か。ただし He の分子 景を4. ボルツマン定数 ん三1.38X10~“ J/K], アボガドロ定数 =6.02X102% 1/mol とする。 (弘前大) 単原子分子からなる理想気体 1 (mol) を状態 圧カ AP 匠状態 BCP。 の), 状態CO, ) 間で図の矢印の経路に沿って変化させる。ここ 戸 で過程 へつB は定圧変化,過程 BつC は定積変化過程 CつA は等温変化である。各過程で外部から気体に加 。 えられる熱量を @, 気体が外部にする仕事を 玉気体 の内部エネルギーの変化を 2 とするとき。 以下の問いに答えよ。ただし = M とし. 状態Aでの温度を 7。 気体定数を とする。 |(() (2) ワー0 の過程はどれか。 (B) 嘱>0 の過程はどれか。 、 (<) Q 叶 の間に成立する関係式を表せ。 。 (2) 状態Bでの温度 7ぉ を A。 を 表 (⑳ (4) 過程AつBにお 、(!) 過程BつC におい (4) 単原子分子からなる の関係が成立する。 変化させる。このと 表せ。

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なぜ状態2では、気体の体積はV1のままなのですか?

【物理 必答問題】 ・ [3 次の文齋を読み, 下の各問いに答えよ。 (配点 20) 大気中に, 図 1 に示すように., 穴の開いた隅避が固定された円筒容器, ビストンおよびヒー ターからなる装置がある。隅壁の左側の A 室の体積は ア,である。隔届の穴には弁が付け られており, 穴を開閉することができる。はじめ弁は閉じられており, ピストンは隔員に接 していた。また, A 室には圧力 絶対温度 71 の単原子分子理想気体が入っていた。 こ のときを状態1 とする。円筒容器の軸は水平でもあり. ピストンは気審でなめらかに動くこと ができる。円筒容器。 隔壁 弁、ピストンはいずれも断振材でできている。ヒーター, 看, 穴の体積は十分に小さく、 ヒーターの熱容量は無視できるものとする。また, 円筒容器は上 分に長く。ピストンが外れることはない。 大気圧を 気体定数をとし, 以下, 温度は すべて絶対温度で表すものとする。 大気圧 , 問1 ん 室内の気体の牧質量は1くらみ >AKII 2 間2 ye たく らか。 う 2 テ ART = 弁を閉じたまま, ヒーターに電流を流し, A 室内の気体を加持た。気体の温度が37* となったところで加熱を終了した。 このときを状態2とする。

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