問3で、（う）に当てはまる値を求めよ。という問題なのですが、解説に書いてあることがよくわからないので教えていただきたいです

北海道大-理系前期 2017年度 化学 33 北海道大一理系前期 ミ("r- Vr) 96 2 2017年度 化学 1化学 2 い) k/mol であることから、xn-xal= 0.98 とな 239 kI/mol および n= 2.05とすると。 ,反応熱から (2科目 150 分) (う)となる。また。結合エネル Xa= る。ここで,XH (あ)の差を求めることが可能で ギーがわからない場合でも、 はすべて各問題の指示にしたがって解答用紙の該当欄に記入せ」 の値をもとにして、各原子の 一原子分子の極性の大ささは, ての分子の電気双極子モーメントィでナー めることで実験的に決定できる。例えば、原子間距離がLである二覧 (あ) を決定した。 れば大の数値を用いよ。 Br = 80 ファラデー定数:9.65 × 10*C/mol 分子の電気双極子モーメントの大きさはL-qとなる。したがって、電在 メントと原子間距離から分子中の原子の電荷量を見積もることができ 0℃の絶対温度:273 K る。 あ) 1| 1.Iに答えよ。 の差の大きな原子同士はイオン結晶をつくりやすい。イオン結晶 由の陽イオンと陰イオンの間の結びつきの強さは,格子エネルギーと呼ばれる 店の大きさで評価できる。例えば,塩化ナトリウムおよび塩化リチウムの格子 I 次の文章を読み、問1~問7に答えよ。 二つの異なる原子からつくられる共有結合において, それぞれの原子が共有 エネルギーは、それぞれ熱化学方程式3および4)の反応熱Q.0KDおよび とよび、 電子対を引きつける強さの指標を つの原子からなる結合は極性をもつ。ポーリングは,原子AとBのつくる Q:(kDで与えられる。 Na*(気)+ CI-(気) =D NaCl (固) + Qi(kD (あ) (あ) に差のある二 合A-Bの極性の大きさと結合エネルギーの相関に注目した。ここで、原子A とBがつくり得る3種類の結合A-A, B-BおよびA-Bについて,結合ェ Lit (気)+ CI-(気) = LICI (固)+ Q:(k) 4) ここで、Q」-Q2= (え) 灯であり,結晶中でのイオン同士の結びつ ネルギーがそれぞれD(A-A), D(B-B), D(A-B) であるとする。極性をも きは (お の方が強い。この結果は,イオン結晶中での陽イオンと陰イオ つ結合A-Bでは、部分的なイオン性による安定化があるため,結合エネル ンの結びつきは主に静電気力に由来し, イオン結晶の格子エネルギーのおおよ m) ギーが大きくなるとポーリングは考えた。その考えによれば, 結合A-Bの極 性が大きいほど,式Iに示すD(A-B)と,D(A-A)およびD(B-B)の平均値 との差4は大きくなる。そこで, A とBの Iとし、その差を式2によって定量化した。 その大きさが、構成する陽イオンと陰イオンのイオン半径の和と価数によって 決まることからも理解できる。 (あ) をそれぞれxおよび 問1 (あ) にあてはまる適切な語句を記せ。 4= D(A-B) - DA-A)+ D(B-B) 2 (kI/mol) 問2 (い) にあてはまる値を有効数字2桁で答えよ。

明治大学理工学部2007の物理大門Cです イの答えが理解できません。解説していただきたいです。

図のように、ビストンをはめた2個の円筒容器が細い管でつながれ, 鉛直に立 てられている。左側の容器は、断面積が S, であり、 ピストンの質量は M、 であ る。右側の容器は、 断面積が S, であり、 ピストンの質量は M。 である。 右側の 容器の底には弁が付けてあり、 そにから容器内に水または気体を導入できる。 左 側の容器の底近くにはヒーターが取り付けてあり、 2個の容器内部全体を加熱で きる。この装置に使われている材料は,すべて、無視できる熱容量を持ち、ま た。熱を通さない。 重力の加速度の大きいをg.気体定数をR. 大気の圧力を poとして答えよ。 はじめに、2個の容器を水で満たした。すると,図la)に示すように、左右のビ ストンは、 それぞれ底から高さh」およびょの位置で静止して、 h」 くhとなっ た。このとき、 左側のピストンが水から受ける圧力はア である。そし て、M、 とM: の間には、 イという関係がある 次に、水を容器内から排出して, 右側のビストンの上に質量Mのおもりを 乗せ、容器内をnモルの単原子分子理想気体で満たした(図b)。すると、2つ のピストンは底から等しい高さhのところに静止した。このときの気体の温度 はTであった。2個の容器をつなぐ細管や弁につながる細管の体積を無視す ると,h= ウ である。また,右側のピストンに乗せたおもりの質量は M= エ である。ここで、ヒーターに電流を流して、 気体をゆっくりと m熱た その結里 何体の祖 け ATt

明治大学理工学部2007の物理大門Cです イの答えが理解できません。解説していただきたいです。

図のように、ピストンをはめた2個の円筒容器が細い管でつながれ, 鉛直に立 てられている。左側の容器は, 断面積が S」 であり、ピストンの質量は M, であ る。右側の容器は, 断面積が S2であり,ピストンの質量は M2である。右側の 容器の底には弁が付けてあり,そこから容器内に水または気体を導入できる。左 側の容器の底近くにはヒーターが取り付けてあり,2個の容器内部全体を加熱で きる。この装置に使われている材料は, すべて, 無視できる熱容量を持ち, ま た,熱を通さない。重力の加速度の大きいをg,気体定数をR, 大気の圧力を poとして答えよ。 はじめに,2個の容器を水で満たした。すると,図(a)に示すように, 左右のピ ストンは,それぞれ底から高さ h」およびh,の位置で静止して, h」<haとなっ た。このとき, 左側のピストンが水から受ける圧力は ア である。そし て、M」とM:の間には, イという関係がある。 次に,水を容器内から排出して, 右側のピストンの上に質量Mのおもりを 乗せ,容器内をnモルの単原子分子理想気体で満たした (図 b))。すると,2つ のピストンは底から等しい高さhのところに静止した。このときの気体の温度 はTであった。2個の容器をつなぐ細管や弁につながる細管の体積を無視す ると,h= ウ である。また,右側のピストンに乗せたおもりの質量は M = エ である。ここで,ヒーターに電流を流して,気体をゆっくりと tn執1た その結里 気休の担確け 1Tだ1+レがれ のHの ラ

→のところを変形する理由はなんですか？ そのまま6pvじゃダメなんですか？

基本例題 25 気体の状態変化 トト130 1mol の単原子分子理想気体を容器の中に封入し,圧力 かと体積Vを図の A→B→C→Aの順序でゆっくり変化さ 3p0 せた。C→A は温度 Toの等温変化であり,その際気体は p4 A B 外部へ熱量 Q。を放出した。次の量を, To, Qo, および, 気 po 体定数Rのうち必要なものを用いて表せ。また, 問いに答 「C えよ。 0 V。 3V。 V (1) 状態Bの温度TB (2) A→B の過程で気体が外部にした仕事 WAB と気体が吸収した熱量 QAB (3) B→C の過程で気体が外部にした仕事 Wec と気体が吸収した熱量 QBc (4) C→A の過程で気体が外部にした仕事 WcA 問 Q=1.1RT。 のとき,1サイクルの熱効率 eを有効数字2桁行で求めよ。

この問題の解き方を教えて頂きたいです🙇🏻‍♀️

3/3 > 3 次の文章を読んで、あとの問いに答えなさい。 く東京線) 米 れき 110世紀後半に科学が非常に速いスピードで進んだために、さまざまな軌幌が生 |じてきた。生活スタイルも、社会の構造も、科学の発達のために、大きく変わって きている。変化のスピードは人類がこれまでに経験してきたものと比較にはならな い。長い地球上の生命の歴史の本の、最後のページの最終行に登場してきた人類で あるのに、過去五0年あまり、 六五日の歴史の中の0.四秒あまりの短い間に、 われわれは地球環境を変え、他の生物との関係も人間同士の関係も変えつつある。 それには、当然ながら、光の部分も陰の部分もある。ある方向に科学が進歩してし まったら、昔はそうではなかったといったところでどうにもならない。現状を認識 し、そこからどうしていくのかを考えなければならない。。 二〇世紀後半は科学にとって「知の爆発」の時代であった。生命科学の分野にお いては、二一世紀もそれは続くであろう。しかし、私たちはいま、科学のもたらす 新しい知識や発見、成果をどのように生かし、コントロールしていくかを問われる 時代を迎えている。 知の活用の仕方をコントロールするには、知恵が必要である。科学の発達がわれ われにもたらす光の部分と陰の部分を考え、地域の文化·伝統·環境·経済を大切 にすると同時に、グローバルな視点ももたなくてはいけない。「時間軸と空間軸の 座標」の原点にとどまり、自分や家族、今日明日しか考えないのではなく、一〇O 年前の日本、一 ○○年前の世界、人類の誕生、恐竜が闇歩していたころ、生命の 謎生、地球 の誕生へと過去を 遡ったり、逆に何世紀か先の未来へ思いをはせてみ 8 たりしたい。また、超ミクロな素粒子や原子分子の世界を考えてみるのもよい。 遺伝、代謝などの生物学的現象、石油からゴムや繊維やプラスチックを作る化学的 現象、光や熱が伝わる物理的現象はみな光子、電子、原子、分子の相互作用で起き ているのだから。 さらに、地球、太陽系、銀河系そして宇宙の果てへと思索の旅を するのもよいだろう。こうした座標の中に置かれて初めて、人類の位置付けや科学 のもつ意味を、さらには、科学の進むべき方向を探る知恵が得られるのではないだ ろうか。 (無田始子「科学を育む」 より) (注)*軌=不具合。 *グローバルな=地球規模の。

（ケ）の問題では、（容器内の気体がピストンに対してした仕事）＝（ピストンが容器内の気体からされた仕事）として前後の位置エネルギーの変化を調べてW=mgh としてはなぜだめなのでしょう？どこの考え方が違っていますか？

(22 図2のように、 鉛直方向になめらかに動くピストンが上部にとりつけられているシリンダー 状の断熱容器があり,大気中で水平面上に置かれている。容器の内側には電気抵抗値がrの電 熱線がとりつけられている。ピストンの質量は mであり, その断面積はSである。容器, ピ ストン、電熱線の熱容量は無視できるとする。 その容器の中にnモルの単原子分子の理想気 体が閉じ込められている。気体定数を R, 大気圧を P.. 重力加速度の大きさをgとする。 はじめに、ピストンは静止しており, 容器内の気体の温度は T。 であった。このときの容器 内の気体の体積はV= である。 つぎに,電熱線に一定の電圧Eをかけて、電流を時間tの間流したところ, ピストンはゆっ くり上に移動した。このとき, 電熱線から容器内の気体に供給された熱量はQ= (キ) であり、容器内の気体の温度Tは, 定圧モル比熱C。とn, Q, Toを用いて, T= となる。ここで定圧モル比熱C, は, Rを用いて C, = である。このとき, 容器 内の気体がピストンに対してした仕事Wは, ピストンが上に移動した距離をhとすると, である。ここで、hはQ, Pe. 第, g, Sを用いて Pe. 親,9, S. ねを用いてW= 分) となる。 際 ピストン 、電熱線 W E 断熱容器 図2

２番目の1行目の式でくくりだしをしても答えと同じ符号になりません 上手く答えに導いてほしいです

5 子理想気体の比熱比はである。 3 (2) 状態1から状態2に至る過程について, 気体の内部エネルギー変化 AU12, および気体が外部 へした仕事Wi2 を求めよ ptat 商熱 , V Ti P, 8V ニ 《解答) (1) ポアソンの公式より, Te P。 1 P(8V)/3=PV/3 P 32 4 また,状態方程式より, |PVi= nRT, , P- 8Vi = nRT (2) 単原子分子理想気体ゆえ,内部エネルギー変化は, ↑ TI PV$ = <金) P, T。 8P。 1 Th P 3 3 3 9. AU12 = nRT -nRT、 (8P, - P)Vi= -PI V. .T2 三ー 8 断熱変化においては AU12 = -Wi2 ゆえ, O 9 W12 = -AU12=PVi.

なぜ温度が等しくなるのですか？

4. 以下の設間の解答を所定の解答欄に記入せよ。 解答中に分数が現れる場合は既約 分数で答えよ。なお, 導出過程は示さなくてよい。 熱を通さない断熱材でできた内側の断面積Sのシリンダー容器(以後, 容器と 呼ぶ)がある。気体定数を R, 重力加速度の大きさをgとする。 (A) 図1のように容器を鉛直方向に固定し, 熱を通す透熱材 (熱をよく通す素材) でできた熱容量の無視できる質量 Mのピストンを容器内側の中央に設置して, ビストンの上側と下側にそれぞれ1 mol ずつ(合わせて2mol)の単原子分子の 理想気体を入れた。 ピストンで密封された上側と下側の理想気体の圧力, 体積, 温度はともに等しく,その圧力を P。体積をV%温度を T, とする。この状態 を状態1とする。/ 次に状態1で容器の中央に設置されていたピストンの固定を外すと,ピストン は鉛直下方にゆっくりと距離aだけ移動して静止した (図2)。この過程におい て,ピストンで仕切られた理想気体は常に平衡状態に達しており; ピストン上側 の理想気体の圧力はP, 体積は Vで, ビストン下側の理想気体の圧力は P, 体 ん 積はVらであった。この状態を状態2とする。なお, ピストンと容器の間に摩擦 力はなく,ピストンは鉛直方向になめらかに動くことができる。また, ピストン と容器のあいだに隙間はなく, ピストンで仕切られた理想気体は反対側に漏れ出 品。 ることはないものとする。

近畿大学の物理の問題です。 ここの25なんですけれど、答えが「NmVx²/L²」となっているのですが、普通は分母がL³となるはずなんですけれど、どうしてこうなるのでしょうか？圧力で考えたのですが全く分かりません。

図のように1辺の長さがLの正方形の平面上に質量m( 動できるが、*糖または、 y軸と平行な4つの壁 (A. B, C, D) とは弾性衝奥する。 この単原子分子はお互いに他の分子とは衝突することなく,この平面上のみを自由に選 :mの単原子分子が、 N個ある。 II 競 特 ホー画 L 1自 平 お題 平 B |L Tー es 00 単 る ふ y SS はじめに,速度のx方向とy方向の成分が、 それぞれUゅ Uゅである1つの単原子分 子を考える。この単原子分子が,壁Bと壁Dの間を往復するために必要な時間は 21 である。この単原子分子が壁Bに衝突すると、 慶Bは単原子分子から大きさ 22 の力積を垂直外向きに受ける。時間の間にこの単原子分子から壁Bが が 受ける垂直外向きの力積の合計は ら受ける垂直外向きの力の平均Fは 次に, N個の単原子分子の運動について考える。 全ての単原子分子のひゅ 髪の平均 23 となる。壁Bがこの1つの単原子分子か 24 となる。 をそれぞれ。と表す。 同様に, y方向についても 呼とする。壁日が金単康 子分子から受ける壁に垂直外向きの力はNF となる。これより壁Bが、全単原子分子 と求まる。 から受ける単位長さ当たりの垂直外向きの力の大きさpが 25 ここで,*軸方向もy軸方向も同等なので, =U, ーが成り立つ。一方、 絶 対温度Tでは、各方向の運動エネルギーの平均と T の関には、 VA mu=&Tの関係が成り立つ。 ここで, kはボルツマン定数である。し だがって,平面上のN個の単原子分子からなる系ではpは全ての壁で等しくなる。7 1 1。 2m。 本ガドロ定数NAを使うと, 気体定数RはR=kN、と表される。これより平面上の (11-10

画像の(エ)(カ)~(ク)を教えて頂きたいです (ウ)(オ)に関しては、同じ気体、同じ体積の容器なので、一様になるということでよろしいですか?

すす オりさ れるbt () 地 図2のように、断熱材料でつくられた2つの容器1、IIがある。IとIは連結部を介して連社+ れており連結部にはコック (開閉弁) がある。コックが閉じられているとき、1とIIの間の気休の 移動、熱の移動はない。また、Iと IⅡの容積はそれぞれ容積V [m°]で等しく、連結部の容積は考> なくてよいものとする。 図2の状態では、コックは閉じられており、1、 IIにはそれぞれ、1 mol 2mol の同じ単原子分子理想気体が入っていて、I、IIの気体の圧力は、それぞれP。[Pal、3P.[p-1-a あった。気体定数をR [J/(mol· K)]として、 以下の設問に答えなさい。 I コック II 1 mol 2 mol V Po V 3Po / Bus) 図2 (or) の (ア) 1の気体の温度をT, = To[K]とするとき、 IIの気体の温度T2[K]は、 次のどれか。 (11) [解答群]の。 。 。 ①1. の To 6 2 6 2T。 2 3 (イ) Iと IIの気体の内部エネルギーの和[]は、 次のどれか。 (12) 3 [解答群]0RT。 RTo の RTo ⑤ 2RT。 ⑥ 6RT。 0 (ウ)次に、コックを開いてしばらく放置したときの、I にある気体の物質量 [mol]は、 公りとす か。(13) 7 11 [解答群] ① : o 6 2 2 4 6 (エ)前問(ウ) のとき、 IIにある気体の温度[K]は、 次のどれか。 ( 1 4)