赤で線を引いたところはどのような計算をしているのですか？

66 解答 2024年度 解説 芝浦工業大 芝浦工 と表 《熱機関のサイクル》 (イ)状態方程式より PV=nRT V= nRT P となるのでこれとPV =一定の関係から とな であ W20 前期日程 物理 nRT = nとRは一定であるから 5 P-T=- PT= 求める仕事を Wi とする。 状態 I から状態Ⅱは断熱変化であるため、 理想気体に出入りする熱量は0である。また,このときの理想気体の内部 3 エネルギーの変化は、12/2nR(ToT)である。 熱力学第一法則より 3 状態Ⅰ→Ⅱ:0=- 0= nR (T-T.) + W₁ 9 Wi= -nRTo とな れま る (ハ)求める温度をT とし,状態 I, II での理想気体の圧力をそれぞれ R P2 とする。 (イ)で導いた関係式を適用すると P.T. = P(+) P=2°P J となる。 状態Ⅱから状態Ⅲにおいて, ピストンにはたらく力は常につり合 っているため、理想気体の圧力はP2で一定である。 状態方程式は 状態Ⅰ:Pi (Sh)=nRT ...... ① 状態Ⅲ:P2(Sh) =nRT ......② となり,② ① より P2 T3 P1 To P2 T3=T= P2 1 F T D とあ るス

水圧の問題です！（1）から（3）までお願いします

【水中の物体にはたらく力】 1 図1のように、断面積25cmのプラスチック の円筒の底に、円筒の断面積と同じ大きさのプラ スチックの板を密着させ、水が入らないように水 槽に沈め、おもりをその板にのせた。 円筒をゆっ くり上げて、 図2のように、板が円筒から離れる ときの水の深さを読みとった。 板にのせるおもりあ の質量を変えて、 くり返し測定した。 右の表は、 その測定結果である。 次の問いに答えなさい。 た だし、水の密度を1g/cm 100gの物体にはたら 重力の大きさを IN とする。 図1 糸 水槽 水 プラス プラス チックの円筒 図2 T 目盛り も 水の深さ チックの板 おもりの質量[g] 150 100 150 水の深さ [cm] 2.2 4.2 6.2 8.2 10.2 200 250 □(1) 水の深さ1.0cmでの水圧は、何Paか。 □(2) 板の重さは何Nか。 ( 3 □ (3) 板に質量 250gのおもりをのせ、 深さ20.0cm まで沈めたのち、円筒内に密度1.1g/cm の食塩水を注い でいくと、板が円筒から離れるのは、注がれた食塩水の体積が何cmをこえたときか。 小数第1位を四捨 五入して答えなさい。 と、一定の速さになった [ []

（3）なんですけど、この状況での管内には、水銀が入っていない分気体のエタノールが広がっている状況だから、飽和蒸気圧より、管内の圧力（写真だと緑でPmm Hgとしている値が）66mmHgにはならないのですか？お願いします😿

問23 次の文章を読み,各問いに有効数字2桁で答えよ。 ただし,温度は27℃で一定とし,エタ ノール蒸気を理想気体とする。 また, 1.0×10 Pa=760mmHg, 27℃でのエタノールの飽和蒸 気圧を66mmHg とする。 1.0×10 Pa のもとで,一端を閉じた断面積3.0cmのガラス管内に水銀を満たして水銀だめの 中で倒立させたところ、管内の水銀面は図で示すように管底から2.4cmの位置で静止した。 (1)微量の液体エタノールをガラス管の下端からスポイド注入し、充分に時間が経過させると, 水銀面は管底から何cmの位置で静止するか。なお、このとき管内の水銀面上には液体エタ ノールが残っていた。 今で言うてっぺん (2)次に装置全体を圧力調節容器内に移して徐々に減圧して 0.50 × 105 Paとした瞬間に,管内の 水銀面上の液体エタノールは全て消えた。このとき管内の水銀面は管底から何cmの位置で 静止するか。 (3) さらに減圧を続けたところ, 管内の水銀面が水銀だめの水銀面と一致した。 このときの圧 力調節容器内の圧力は何mmHg か。

正解は②ですが④がなぜ間違いなのか教えて欲しいです。

b a P 不整合面 断層 地層 a 地層 b 地層 c + + + 地層 d + + 火成岩 e + + + 図1 ある崖で観察される地層の模式的な断面図 しゅうきよく 褶曲が形成された時期は、地層dが堆積した時期よりも新しい。 ② 断層が最後に活動した時期は,火成岩e が貫入した時期よりも新しい。 ③地層a が堆積した時期は, 地層bが堆積した時期よりも新しい。 ④断層は逆断層であり,水平方向に圧縮の力が加わったことで形成され た。

1つ前の質問の続きです。ワの回答は右上ら辺のところにあります。回答よろしくお願いしますm(_ _)m

gE₁ V₁₁ = k であることがわかる。 +z方向に磁束密度の大きさBの磁場を加えたとき,電子B が受けるローレンツ力は,{y軸の正} [ニの答〕の向きに大き さ qu, B 〔ハの答〕 である(図2)。 このローレンツ力によって, 電子が面{J} 〔ホの答〕 に集まる。 その結果, 面Jが負, 面 D が正に帯電し,D→Jの向きに電場Eができる。 定常状態では、この電場による 力 QE2とローレンツ力がつりあうから, すなわち 〔ロの答 ていく εS L ②は,極板の間隔がL-vet, 帯電量が Q + α2 で,その容量は = -C C2=I-vnt L-v₂t である。 qu₂B 極板 a' と h' の電荷の和は一定で -9 図2 [ヲの答〕 (Q-qì) + (−Q-q2)=-91-92 = -qN 1 + 2 = gN 0 = quBqE2 ∴. E2=vB 〔への答〕 である。 このときのDJ間の電圧は V₁ = が成り立つ。一方, コンデンサー ①の電圧は Q-91= Q-91 v2t C₁ C L 〔ワの答〕 U= Ezw= vBw ・①･･････ 〔トの答〕 であり, コンデンサー②の電圧は は となる。一方,回路を流れる電流は, 断面積 S = wd の断面を単位時間あたりに通 過する電気量に等しく 高 8p A V2 = Q+g2= C 2 Q+q2L-vzt 〔カの答〕 C L I=gnSv1 = qwdv......②.....〔チの答 と表せる。 ①,②よりを消去して, pcosfy=1- qndU V1 + V2 =V すなわち Q- + である。 コンデンサー ①と②は直列だから, その電圧の間には Q+q=& NU C₁ B= mgr C2 C gd x 〔リの答〕 I るとすると、より Mからの反射 1 1 1 の関係が得られる。 の関係が成り立つ。ここで, + = だから, CC2 C (2)極板a, hからなる間隔L, 面積Sのコンデンサーの容量は 91 = ES C = L C₁ 92 すなわち qvzt=q2(L-v2t) C2 ......④4 ...... 〔ヌの答〕 となる。 ③ ④よりαを消去して, である。 誘電体に注入されたシート状電子群を - gNに帯電した導体とみなし(図3), さらにこの導体m を導線でつないだ2 枚の極板 a', h' に置き換える (図4)。 極板 a, a' からなるコンデンサー ① は, 極板の間隔がust,帯電量が Q-9 で, その容量は 図3 -qN -q a だから 92=qN V₂t gN = m v2 L L xv₂t が得られる。 微小時間 At の間について,極板 h の電荷の変化量は、⑤より. .. ⑤...... 〔ヨの答〕 図 4 もう であり、抵抗に流れる電流は 20 Q+92 h a a h' Ia A92 qN ×2 4t L ES L C,= = 曲 C v₂t L-vet と表せる。 V₂t V₂t 〔ルの答〕 コンデンサー ① コンデンサー ② であり, 極板 h, h' からなるコンデンサー 電子群が移動できるのは誘電体の中だけだから, 電子群が面Hに到達すると Ag2 = gN L xvz4t

問3の解説でIQがmになる理由を教えてください

a 3 半径の球Sに, 1辺の長さが1の立方体 ABCDEFGH が内接している。 また,底面の1辺 m,高さがnの正四角柱 IJKLMNOP が球Sに内接し,面 ABCD と面UJKL は平行とする。 た だし,m, nは0<m<1, n>1を満たすとする。 次の各問に答えよ。 問1. 球Sの半径の値を求めよ。 問2n2をmの式で表せ。 を と き 問3.正四角柱 IJKLMNOP を面 ABCD で切り取った断面をQRST とするとき, IJKL-QRST が 立方体となるm, nの値を求めよ。 [川18

（2）で下の解法が不可な理由を教えて頂きたいです。よろしくお願いいたします。

図1 問4 下線部c)について, 同じ断面積 5.00 cmをもつ容器Aと容器 B を, グルコースとス 行った。なお、接合部の体積は無視できるものとする。 クロースを通さない半透膜をもつ接合部で連結した図2の装置を用いて、 次の操作を 断面積 25.00cm2 断面積 5.00cm² コック 金属管 ピストン A B B A 接合部 半透膜 図2 603mg 図3 操作:容器 A には水, 容器B にはグルコースとスクロースの混合物を 603 mg 溶解した 水溶液をそれぞれ90.0ml入れた。 そして, Bの液面の上に重量が無視でき摩擦なく なめらかに動くコック付きのピストンを置き, コックを閉じた状態でピストンへ5.54 × 10 Pa の圧力を加えたところ, 図3のように容器Aと容器Bの液面の高さが同 ① じになった。 なお, 金属管の先端には弁が付いており,溶液は金属管内に流入しない ようになっている。

（2）でなぜこの部分を塗りつぶしているのかよくわかりません

□141 形成体と誘導(2) イモリでは胞胚期になると(a) 極側の胚内部に胞胚腔が生じる。 その後, 胚表面の細胞層 が原口から陥入して原腸が形成される。 ① シュペーマンらは, イモリの初期原腸胚の原口背唇部を切り取り,同じ時期の 別のイモリ胚の腹側の表皮となる部分に移植する実験を行 い 二次胚がつくられることを見い出した。 神経胚期から 尾芽胚期になると胚の後端が伸び始めて,神経管の前端の 両側に(b)という膨らみができる。やがて,その先端の 中央がくぼんで眼杯となる。 ② (b)と眼杯は周囲の胚域に はたらきかけ, 水晶体を形成させ,さらに水晶体はその外 側に接する部分にはたらきかけ, (C)をつくり出す。 (1) 本文中のacに適切な語句を入れよ。 (イ) その断面(イ) 卵黄- お話さ 移植 切断部位 ・側板 (2) 下線部①の実験で生じる尾芽胚の断面図を描き,一次胚・二次胚,神経管・体節・ • ・腸管・側板を明示し, 移植片が分化した部分を黒く塗りつぶせ。 (3) 下線部①の観察から,どのような結論が導き出せるか。 75字以内で記せ。

最後の（ト）の問題がわかりません 教えてください！🙇‍♂️

問題 . 以下の設問の解答のみを所定の解答欄に記入せよ。 (A) 図1のように,水平な床上に振動数の音を発する音源1と音源2が置かれ ている。 床に沿って水平右向きに軸をとる。 音源は静止しており,音源2 はx軸正の方向に速さんで動いている。一方, 音源1と音源2の間にいる軸 上の観測者は、軸正の方向に速さで動いている。 音速をV とし,風はなく, V6 > a であるとする。 音源1 図 1 音源2 M →C 芝浦工業大 問題 1 されており、ヒーターの体積と熱容量は無視できる。 また、シリンダー内の熱が ヒーターを通して外部に漏れることはない。 気体定数をRとする。 ヒーター AB L 図2 M 冷却器 (イ)観測者が観測した音源2からの音の振動数を求めよ。 (ロ)観測者は動き続けたまま, 音源2は点Aに到達すると停止し,十分に時間が 経過した。 その後観測者が点Aに到達するまでの間に観測する単位時間あたり のうなりの回数を求めよ。 なお、 観測者と点Aの距離は十分に長く、観測中に 観測者が点Aに到達することはないものとする。 にあるとき、以下の (B) 図2のように、断面積 S, 全長 L のシリンダーの片側の壁にヒーターが取り 付けられており,他方の壁の中央には冷却器が壁と隙間を開けることなく取り付 けられ、壁となめらかに接続されている。 そして、シリンダーの中には両端の壁 の間をなめらかに動く質量 M, 厚さ 1/3のピストンがシリンダーと隙間を開け ることなく取り付けられており,シリンダー内部はピストンによって2つの空間 に分かれている。2つの空間それぞれに物質量1molの単原子分子の理想気体を 密封し,ピストンのA側をヒーターのある壁からの位置で静止させたとこ ろ,2つの空間の気体の圧力と温度は同一であった。このときの温度をTとす る。ヒーターに電流を流したところ、ピストンはゆっくりとなめらかに動き出し た。ピストンB側の空間の気体は冷却器によって温度がTに保たれている。そ して、ヒーターによる加熱をやめたところピストンは停止し, ヒーターのある壁 からピストンのA側までの距離はLであった。ピストンとシリンダーは断熱 (ハ) ヒーターに電流を流す前と, 加熱をやめてピストンが停止した後で, ピスト ンのA側の空間の気体の内部エネルギーの増加を求めよ。 (二)ヒーターから気体に与えられた熱量をQとしたとき,ピストンが動き始め てから止まるまでに冷却器が気体から奪った熱量を求めよ。 J 大 次に、冷却器を外してストッパーを設置し, シリンダーからピストンが抜けな いようにした。 そしてゆっくりとシリンダーの向きを変え、図3のようにシリン ダーの中心軸を鉛直線と平行にする。 ピストンはゆっくりとなめらかに動き, ピ ストンのA側はシリンダーの上底からLの位置で静止した。このときのピス トンのA側の気体の温度は T。 であった。 この状態を状態I とする。 T

問4について 内部エネルギーの変化量が3nR(T2-T1)になるのは分かったんですけど、その後の式変形が分かりません！

2 (配点 33点) 図1-1のように, なめらかに動く質量Mのピストンを取り付けた断面積Sの容器 が,大気圧 P の大気中に鉛直に置かれている。 ピストンには弁があり,はじめ弁は閉 じられている。また, 容器には底面から距離と31の位置にストッパーaとbがあり、 ピストンはストッパー aに接触して静止していた。ピストンと容器の底面の間には圧力 が Po,温度が To の単原子分子理想気体(以下,気体と呼ぶ) が入っており,このときの 状態を「状態0」とする。容器の底面にはヒーターがあり,気体に熱を与えることがで きる。重力加速度の大きさを! 気体定数をRとして、以下の間に答えよ。 ただし、 ピストン,容器は断熱材でできており,ヒーターの熱容量は無視できるものとする。ま た,ストッパー a, b, ヒーターの体積は無視し、ピストンの厚さは1に比べて十分に 小さいものとする。 大気圧 Po ストッパー b P.S ピストン SP 31 PIS 弁 PT.MyPos 21 ストッパーa P. No Po To Pos ヒーター 図1-1 「状態」図 1-2: 「状態」 図1-2:「状態1」 図1-3 「状態2」