III 図1のように,大気中で鉛直に立てられている円柱形のシリンダーに軽くなめら
かに動く断面積Sのピストンがついている。 シリンダー内には体積Vの単原子分
子理想気体が封じこめられている。このときの気体の圧力は大気圧と同じ P。であ
り,絶対温度は外部の温度と同じT である。 重力加速度の大きさを」として,以
下の問1~5に答えなさい。 解答の導出過程も示しなさい。 必要な物理量があれば
定義して明示しなさい。 (配点25点)
問1 図1を状態Aとする。 気体の温度をT。 に保ちながら、図2のようにピス
トンの上に質量Mのおもりをゆっくりとのせた (状態B)。 このときのピスト
ンの高さんを求めなさい。
問 2 次に,シリンダー内の気体を熱すると図3のようにピストンは上昇し,温度
が T, になった(状態 C)。 このときのピストンの高さんを求めなさい。