【物理 熱力学】 以下の問題(3.)について。 答えは W=PoS(l1-lo) ※lは (アルファベット)エルLの小文字 です。 大気圧に逆らって仕事をしている時は バネの弾性力が働くと思うのですが 何故この式には弾性力が考慮されていないのですか？

なめらかに動く断面積 S m2] のピストンをつゆ, 門 2 ピストンにはば 0 図のように, 水平に置いた容問に 質量の単原子分子からなる理想気体を人れる けてあり, 自然の長さ 7/。 Lm] になっている になった。大気圧を , 〔N/m2〕 として次の問いに答えよ。ただし, この気体に熱を加えたらばねの長きがな〔m) ばねの体積と熱容量は 無視できるものとする。 (1) 気体の圧力はいくらになったカヵ (ぅ) この状藤変化における気体の圧力と体積の関係を示すグラフを, 下の図中にがせ (3) 気体が大気圧に逆らってした仕事はいくらか。 (4) 気体がばねの弾性力に逆らってした仕事はいくらか。 (5) 気体の内部エネルギーの増加量はいくらか。 (6) 気体が吸収した熱量はいくらか。

（ス）でなんでP（L）の方にNmgがかかってるんですか？ まずNコの単原子分子が下にmgかかってるって考えてもいいんですか？いろんな方向に動いてるイメージなんですけど…

人チの天化 49 605.方体内の気体分子の を合計入したと ST 2 人分子 上 してい3。 田1のように押すは和香とくし条を 個の質基がG@Zkg) の原子分3 8 2 から に下な昌面Aが受ける圧力を孝える。容の200の2 人0 で一定であり。 分子どうしの牧和は押析する。 Kg (mo,人体定数を @(J/(mol・KO) 重力加遂放の大き き4のmeの とする。 次の文章中の[アアコー[モ] 適切数式または委條を入れよ。 (⑪ 初めに重力が作用していない場合 5 0 いて考える。 ある 1 個の分子の 輪方向の速度の Mom とすると 分子が層面人と史作衝突したときに科面Aが分子から受ける カ才はビアゴ(N's) である。 分子が生面ムと復突してから次に昔面んと衝突するまでの 膨はイコ(s) であるため。 分子は時間 2(e) のに。 生還Aとピコ還和科る。 したがって, 時間 2の間に聖画Aが受ける力季は記](Nrs) となり。1個の分子によ って葉面Aが受けるカアはチーxo(N) とる輸における達度上分の 2 系 gy を用いて 表せる。 か個分子によって休面Aが受ける力 な(N) については すべての分子不規昌 に運動をしており, 速度成分の 2 乗平均はどの成分についても等しいので。 W 個の分子の 館度の2生平均[m'/Sり) を用いてカコと表せる。以上から。 圧力はキーゴコ(NVmリ となる。また, 圧力の式人と状態方程式から, 記はカ、 MA。 た. の を用いでビク となり. 気体の内部エネルギー び(J) は WWA。 が。 のを用いでテー] となることがわかる。 (⑫ <起の負の向きに一様な重力が作用している場合。傘回 』 内の気体の宏と圧力に勾配が生じる。図2のように。 容 ya 器の底からはかった高きを@【m)〕 とし, 高き々における気 ーー SD とする。 < 1 か5のぢ[m) だけ高い所を人<エアXXm) とし 斉き々にお O ーー ける厚さ 2z。 断面穂のの気柱について考えると。高を 較2 (<+2) における気体の圧力 P/(々2)(N/m) は, 気柱内における気体の審度の勾配が 無視できるはど 2z が小さいとき, ア(<)。 9(<)。2z などを用いで と近似できる。 また。 容器内の気体は単原子分子理想気体であるため。g(<) は (<) となどを用いで 人全] と表せる。以上から, 気体Imol 当たりの質恒が4.0X10-ikg/mol 温度が300K であるとき。 か(zキ2<) が P(z) と比べて0.010% だけ小きくなるよう な高さの差は。 3J/(mel-) gp=9.8m/“ とすると。 有効字2桁でim NR 有り m

等温変化の時の、Wって負じゃないんですか？ ごちゃごちゃしてて見にくかったらごめんなさい🙏

国 AB は定策変化,⑨ BC は等温変化.③Cプん は定圧変化である。 一 おいて. 温度変化 図において. ① 二のW子分子理気体を図の拓印に治って変化せる場合 各過程に 内部エネルギーの変化 4/ 気体が外部へする仕事 気体が外部から得た熱量 〇 は. 諾 負。0の何れになるか。下の表をうめよ。 2 Oo 20225 2 9 用天 の =てこ WT ア peて > wezT

教えてください！お願いします！

四 Hs 回同2まとめ 0 vu 、抽 騙物質の三量 i 一般に, 物質の状態には. 構成粒子が定まった位 当じでSC 置を中心にわずかに 位置は変えるが和子問の旗難はほぼ- 定 る(? =衝 )の3 ある(存仁 ). 粒子が広い範囲を自由に飛びまわ つがあり, これを(エ %q生 。 =符 )という。 物質の状態を変化させるために必要な熟を(オ )といい, 物 物質の状態が変化する過程では、 質が吉解するのに必要な熟量を(ろ ) 物質が落発するのに | 革の出入リはあるが 骨 必要な熱量を(キ )という。 認内部エネルギー ト 物体の構成粒子は, 熟運動による(ク )エネルギーや, 粒子 内部エネルギーは。物人全体の 同にはたらく力による位置エネルギーをもつ。これらの総和を, 物体の ーー (ん )といぅ。 認ジュールの実験 (づ )は, 実験にだり, 水をかきまぜる仕事と。 それに相当 する熱量が常に比例することを見出し, 熱が(” _)の1 つの形態であることを示した。 K

(5)熱効率の求め方を教えてください！ (1)～(4)の値と、グラフは2枚目と3枚目の写真にあります。 答えは、11/71です

、 回気体の状態変化・各効率 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 1.0X10"Pa 気体の温度を 3.0x10*K, 体積を 2.0X10-3m? 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】 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 22X10*Pa になった(状態 B) 。 印 過程T 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5X1さの熱量を遇収 し, 圧力が10x105Pa にもどっ (状態CT 週程四 状態Cで気体を放置したところ, 気体はの 0 っくりと取縮し, 状態Aに (1) 過程1一II一皿の変化を, 横軸に体積 縦軸に 了 直に凛度人 間に体相をとったグラッに示せな ノバグラフと。 横 向きを示す矢印を入れ, 状態A~C での横垢と縦軸の仁を ラフには変化の ⑫ 箇過程での気体の内部エネルギーの変化 0 向隊2 人 (3) 各過程気体がされる仕事 [JJ 、 Paを表めは]を求めよ。 (4) 過程1と想で和体が外部から孤収する熟量 0」[J] CN (5) この1 サイ クルドおける半を求めよ(分色答えてよい se

物理です。 （2）の（ウ）で、解答にある「断熱容器を用いて気体を混合すると、内部エネルギーの和が不変となる」とはどういうことかわかりません。 解説お願いします。

62 それぞれの容積がY[m の2つっの佐品 A, Bがコック Kを 容器 K ENCIS いい DA 『 ッ ,コックKは閉じ ており,それぞれ1モル ae だ42 モルの重原 2の理和和体がっている。/ の刀体の圧カはそれぞれpe), 37【PaJであった。 気体定数を に適する 数値を答えよ。 Gail二co (1) Aの気体の温度を=アア(KJとすると, Bの気体の温度は7= ⑦) | X77(KJである。また, Aとの気体の内部エネルギーの和 は|_) | xA7(Jである。 (2) 容器の壁を通しての熱の出入りがないようにして, コック到を開 いてAとBの気体を混合した。このとき混合気体の温度は| ②⑦ (KJとなり, 圧力は[| 己 |xヵ(PaJとなる。 (3) こののち, K を開いたまま A, B 内の気体の温度を調節し, はじめ の温度7。 7』にもどした。このとき, A内の気体の量は| ④ (moとなり, 圧力は| ⑦⑰ | xp(PaJとなる。

（４）の解答の下から4番目の内部エネルギーのところが分かりません。分かりやすく解説お願いします。

aidPう [MIx8 1 =Y⑰ うと了 (DOTx9T- =iOLX0 9-OLx0.6-="M4+す"2アニウの TUDW.6 午淫9そ昨21凍門0隊隊【辻素友放 (JOLx0'6- =史Jアー=W7Pサーー=ェVS7ルダ= "7アレ "イタもスイタタ庫翌則本の ァ ふみの9.6陣村14)叢宰弄1)党のーまや 了経Mの党 7アー=ニ"レイマタもイツアア 'Wパ7アイせテータリ悟憶想の乱世のソー ヨーサ マツ [JOLx0 9- =(060 0-0680 0) x。OLx0 =4P= WM てーー 8- 区 ン 天候サマ 1旨44sW選堂策室のての ⑪ 7 [OL x 6 '6 =3944+0=28M4 十9977アェ38の 4了明【填表他忌"守(0 = 9月模著 <”- LT x0 6 =0-WO = WO = GT崩宰【湖素他濯“のWO0 = 9の*%六引朋最散 (@9・ uz-0tx06 = (OOEx06 =時 を@W 立=層 ら層立対朋蛋槍下策定のつて ママ導 攻 導 005 ーー es ーー 4x(GOtx0 TDD 0800x(OEix0S) 0800x(OTx0T '6\遼の644イキス・イパル直 (1) 財 ーーニーニーマーーニーーニーーニーーニーニーニニーーニー ーーーニーーニーニーニーニニーーー ま 1ここニニニュここ "を*A軸(699)党の[@マ| | 惨重るせマの人遅馬 人型奏 7朋到4) 北暴才ル党玉癌を目弄 の?久替i半激骨と人 0 窒つと<】玄肌のリ月級\ @※の7レア AA つのミラマイイリ愛生Yy選き 個 ?みの⑦来うぃ遇ネイタ補一 =,/4の 9ニ47 各是滴Yの導党本本 補ーーー和テー 了当のイイキス・イヤル 季@洲の 4 7のママイル生台Yty壮 仙 "補ら2 午邑町輸痢演の時 (YOアリル生のーキイ そでで MO首閣まみ9 >2補(Y4 重マイ -】旨1人2翌W 必策壁のVOの 人⑰ を > FL2O 徐考マコ油絢放導党 ツま らい鏡 補選衣のーキ4で弾団 の首意 “導と字み[[]。OT x6 6=294 量矯サイ 29間人2xZ導堂 層策硬の0 (8) (er4 24 oeooo 9 >*AF(TJTWOア淫 orxor 。 ソーキイをエ強結の章党 導ま を>ゆい誠[4 便サイコ1紳愉補導滞 7ツと補み(Orx0 6=Wの 時考|注区y党 ふ融芯のヨーV (@) (eg 。 イイ芝突名(e和4 葛和の2ラス(3HJ 尼直俊居の8 (TU) と学み 006 判居模公因の9 04補マリ月弄仁まつー マイ生叶密滞肘半イリーつーローッ党虹丁の並一*/午二雄 =1CYの図1 華 ELH OLHIOH人5

基本例題は、気体がされた仕事は6.0Ｊで、 76の問題では、気体が外部からされた仕事は-20Ｊなんですけど、基本例題のほうはなぜ-がつかないのか教えてください！

シリンダー内の気体を, 外部と震のやりとりがないように圧縮しで 6.0 加えた。気体の内部エネルギーはどれだけ増加あるいは滅少したか。 の仕事を | 還較 欠力学第一法則「リニQ二 叱」を用いる。 \のやりとりがないり場合にはの=0 である 財外部と熱のやりとりがないので, 気体が胡収した替 熱力学第一法則「2ゾニQ+ 叱』よ 量Oは Q=0J | ネルギーの変化4/は 27=0+6.0 また, 気体がされた仕事 は 嘱=6.0J を"s 王wwゆ 6. 吉学第一法則 @⑯ 気体が外部と熱のやりとり ーー 。 2266議細 をしないで膨張し, そのとき 20Jの仕事をした。。 (1) このとき気体が外部からされた仕事 屯は何 Jか。 (2) このとき気体の内部エネルギーはどれだけ増加あるいは減少したか。

②の(1)～(2)の解き方教えてください。

p.107 例題 1。p.121, 12 4 のWW っ 0 1ョリッの間 | していて, Aには圧力 ヵ。 の単原子分子の理想気体。Bに B エム の6居 ) 容器 A、Bに入っている気体の内部エネルギーはそれぞれいく らか。 2) コックを開いて両容器の気体を混合すると, 圧力はいくらになるか。 以下では、 コックを開く前の容器 A。 B に入っている気体の絶対温度をそれぞ 7、、 7s とし、 気体定数を選とのる5 3) コックを開く前の容器 A、B に入っている気体の物質量はそれぞれいくらか。 4) コックを開いて両容器の気体を混合すると, 温度はいくらになるか。 @) 所体分子の運動 - p.108111 内半径ヶ の球状容器の内部を質量 7。 速さヵの分子が, 傘 器のなめらかな内壁に入射角 30* で弾性衝突した。 (1) 1回の衝突で内壁に及ぼす力積の大きさを求めよ。 (2) 内避に一度衛突してから次に衝突するまでの時間を求めよ。 (3) 内壁に及ぼす平均の力の大きさを求めよ。 @) モル比束 シリンダターに入れた単原手分子の理想気体 1 molの状 圧力 態を図のAからBまで次化きせた。 気体定数を々とする。 の 1) 状態 A、Bでの温度をそれぞれ求めよ。 (2) この過程で気体が外部にした仕事を求めよ。 の (3) この過程の内部エネルギーの変化を求めよ。 (4) この過程で気体が吸収した熱量を求めよょ。 (5) この過程のモル比熱を求めよ。 @ 気体のする仕事と熱力学第 1 法則 p.124。 125, p.128 例題4ダ シリンターに単原子分子の理想気体を入れ, その状態を, 図のように, 5 のAcCっp AD の3 通りの過程で変化きせた。ここで, AーC は断色交化、A - D は等温変化である。 !) へーBで気体から出た符量を求めよ。 6 2 2 体 LM ② B-p で気体が外部にした仕事, および気体が吸収した熱量を求めよ。 IN 8) AーCで気体が外部にした仕事を求めよ。 ) 〇①-③の過程のうち。 気体に入った熱量が最も大きいのはどれか。 第1章 気体分子の通還|

⑹の気体が吸収した熱量の和が、私のやり方ではダメなのはなぜでしょうか？

本 関 単原子分子の理想気体1 mol に 対して の 化させた。状態 A の圧 四のような4っの財各 を RCmaLRDJとする。 AENUCYeGin 、ューB. BC の各骨程は. 人 「化 半雪変化のどれか。 6 / 状研Cの体横は何 m' か。 このサイクルのヵーレ 図を描け。 ,) CD の過程における内部エネルギーの次化40a(電 加した場合を正。 減少した場合を負とする)は何]か。 E 。 DA の財程において気体が外部から受けた仕事as 。 呈RO は何」 か。 周期の間に気体が差し引き外部にした仕事 は何] か。 また。 所人が た導量(大出した熱量は含まない) の和 0 は何」 か。 このサイクルを堪らみな (09 東京理科大・改) したときの熱効率 e は約何%か。