化学理論編の問題です。先生が出した問題を解いてみたのですが,解答を教えて貰えなく確認しようがありません。なので答えが合ってるか確認して欲しいです。また、④が解けません。、途中式も書いてくれると大変助かります。お願いします。

Q4 発生する気体の①質量 ② 物質量 ③ NTPの時のV 亜鉛 10gに希硫酸を加え、完全に溶かした時に 4 15°C, 9.99nx 104 Pa o n V * Zn + H₂SO4 → ZnSO4+H₂O D Zn = 0.1529x2 = 3 4 P₁v₁ = Pay Pave Te 9.990×10+. 1/2₂2 288 (Zn=65.4) V2= 10/ 65/4 = 0.1529 = 153 0.153 mol/ 0.153 x 22.4 = 3.247 L ボイル・シャルルの法則により 0.3058 = 0.306 A 0.306g (013×/0®×3.241 2.73 1.013×/05 x 3.25 273 3,25L 288 9.999×104

なぜVはpに反比例し、Tに比例すると言えるのですか？Vはoに比例し、Tに反比例するように自分は思っていまうんです、、。 教えてください🙏

ボイル・シャルルの法則 一定量の気体の体積Vは圧力に反比例し、 絶対温度 T に比例する。 DV DV=k'T または =k" (k" は定数) T

(１)でなぜ圧力は等しいと言えるのですか？

PIZT 1 A (.0x605 0.60m³ 3.0x10k 0.50 m 11 (PA) V₂₂ 3 3.040 (物質量が一定) B 11.0x105 0,60 m² 3.0x10² k 12×105 VB TB (1) PA圧力は等しい? PA=1₁2 x 105 (2) A ボイル・シャルルの法則 60x105x0.60 12 x105x VA 3.0 x 10² 3.0 x 10² VA = 0.50m ³ VA + V₁ = 0.60+ 0.60 = 1.2 B VB = 1₁2 -0.50 =0-70m

(2)放出する熱量を求める問題について 赤線を引いたところですが、なぜ-をつけているのでしょうか⁇

単原子分子理想気体 [mol] に対して, 図 男 の4つの過程をくり返して状態を変化させ、 た。状態Aの気体の温度を TA [K], 気体 2 定数を R [J/(mol･K)] として,次の各量を n, R, Tx を用いて表せ。 (1) 状態 B C D の温度 TB, Tc, Tb[K] (2) A→B→C→D→Aの変化で,気体 0 ・ 3 QA-B = nR (TB - TA) = nRTA 2 p が吸収する熱量 Qin [J] と, 放出する熱量 Qout [J] (3) このサイクルを熱機関とみなしたときの熱効率e (分数で答えてよ い) 4lom 0.1 RUHUR 解 (1) ボイル・シャルルの法則 (p.103 (6)式) より は圧力に比例し, 定圧変化では体積に比例する。 TB = 2TA [K], Tc = 2TB = 4TA [K], T = 1/1/27c=2TA[K] 3 2 B (2) 各過程で気体が得る熱量を QA-B [J] のように表す。 A → B, C → D は定積変化であるから, 定積モル比熱 3 「Cv= R」(p.119(40) 式) を用いて 2 A¦ 5 QD-A=nR (TA - TD) = -5 nRTA 2 2 13 以上より Qin = QA→B+QB→C = 2 Qout —— Qc→D=12/23nR(To-Tc)=3nRT B→C, D →Aは定圧変化であるから, 定圧モル比熱 「Cp=12/27R」(p.119(41)式)を用いて 5 QB-c=12/27nR(Tc-Ta)=5mRT^ D 2V 体積 温度は,定積変化で 100 nRTA [J] 11 - (QC→D + QD→A) = nRTA [J] Mo ~2

物理　熱力学の問題です。 写真の、マーカーを引いた部分についてですが、解説のはじめの方にフラスコを温める前がV[m^3]のようなことが書かれているのに、このマーカーの部分では温める前にフラスコ内にあった空気の質量をV’[m^3]としているのでしょうか。 分かりづらい質問で申... 続きを読む

問題24 ボイル・シャルルの法則 口の開いたフラスコが、 気温 〔℃〕, 圧力か [Pa] の大気中に放置されている。このフ ラスコをt〔℃〕までゆっくり温めた。 次の各問に答えよ。 (1) このとき, フラスコ内の空気の圧力はいくらか。 (2) 温度が 〔℃〕 から [℃] になるまでに, フラスコの外へ逃げた空気の質量は, はじ めにフラスコ内にあった空気の質量の何倍か。 指針 一定質量の気体では、圧力、体積 V, 温度の間に DV=一定の関係(ボイル・ T シャルルの法則)が成り立つ。 フラスコの外へ逃 げた空気も含めて, この法則を用いて式を立てる。 解説 (1) フラスコは口が開いており, 大気に通じているので, フラスコ内の空気の圧 TST LLE 力は大気圧に等しい。 したがって, [Pa] (2) フラスコの容積をV[m²] とし 温める前の [°C], p 〔P〕, V[m²] のフラスコ内の空気が, 温めた後, t [℃] [P] V'[m²] になったと する。 ボイル・シャルルの法則の式を立てる P₁V' と, 273 + t2 DIV 273+t1 = 273+ t₂ これから, V'=Vx 273+t₁ フラスコの外に逃げた空気の体積 ⊿V は, t₂-t₁ ⊿V=V'-V=Vx- 273+t₁ 温める前にフラスコ内にあった空気の質量を m, 外に逃げた空気の質量を4m とすると, Am _ AV m V' 4m m = が成り立ち , VX VX 発展問題297 t₂-t₁ 273 + t1 273 +2 273+t₁ = t₂-t₁ ・倍 273+t2

写真の赤線部分についてですが、なぜ、T/Pが一定のときVは定数であるとわかるのですか？

P2 か pi 0 P₁ 0 T1 度でまっすぐQ に向かって進む。 問3 3 (3 -V図に 気体の状態変化を,体積をVとして 表しておく。 A→Bの過程では、温度 が一定の 等温変化で圧力が増加するので、ボイルの法則 からpV=[一定] の双曲線となる。 B→Cの過程 は圧力が一定の定圧変化で、 温度 Tが増加する のでシャルルの法則から VIT=[一定] となり、 体 積Vは温度 T に比例して増加する。 CAの過程 は、与えられた 図より = [一定] である ので,ボイル・シャルルの法則より体積Vが一 定の定積変化になる。 以上より, p-V図は下図の ようになる。 これをもとに各選択肢を見ていこう。 B BI V₁ A 定圧 A V2. C T2 W= PE 0 (d) -T

この式はどこから来たのでしょうか？

202 気体の変化 右図のように, 単原子分子の理想気体 を A→B→C→Aと状態変化させた。 状態 A での絶対温 度を T〔K〕 とする。 (1) (2) 状態 B C での絶対温度を求めよ。 A→B→C→Aの1サイクルの間での最高温度を求めよ。 (3) B→Cの間において,気体が吸収した熱量は,初めは V増加していくが、 ある体積V〔m〕 を超えると減少して いく。 V を求めよ。 3por 2 PO Po 0 p 〔Pa〕 B A Vo (27) C V[m³] 3V

物理の熱力学の問題です 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします

76 第2章 熱と気体 *** 57 [12分 ･20点】 XX 気体の熱的性質について考えよう。 図のような, シリンダーとなめらかに動 くピストンからなる断熱容器があり, ピス トンにはバネが付けられている。 また,シ リンダーにはヒーターが付けられており, 断熱容器に閉じ込められた単原子分子理想 気体に外部から熱を加えることができる。 さらに, シリンダーにはコックが付けられ 0 63 8 ている。 最初にコックは開かれており, 容器内の気体の圧力は大気圧と同じであった。この とき シリンダーの気体の部分の長さとバネの長さはともに⑩であり、バネは自然 の長さであった。また,シリンダーの断面積を S, 大気圧を po, 室温を絶対温度で To とする。 問1 コックを閉じ、ヒーターによって熱を与えて容器内の気体をゆっくり膨張させ る。 容器内の気体の圧力が 10mとなったとき, パネの長さは 1/26 -ℓo となった。ぱね 定数は PoS この何倍か。 ② 63 80 25 144 3 9 8 19 ② 144 9 80 17 3 144 ヒ 5 4 *コック 80 9 問2 このとき, 容器内の気体の絶対温度をTとする。 T1 は T の何倍か。 9 8 4 9 ① ② (3 4 ⑤ 6 9 5 8 問3 気体の物質量をn, 気体定数をRとすると気体の内部エネルギーの増加分4U はいくらか。 0nR(T₁-To) nR (Ti-To) ⒸnR (T₁-To) 13 144 6 5 ⒸnR(T₁-To) 問4 この間に容器内部の気体は, 外部(大気とバネ)に対して仕事をする。 この仕事 W は poSlo の何倍か。 ① 8 9 バネ 10 9 11 144 4 問5 ヒーターによって気体に与えた熱Qを4UとWを用いて表せ。 0 AU-W ②4U+W 3 W-AU *58 18分 ･12点】 X A 問1 容器内に閉じ込めた理想気体の温度を上昇させる。 温度上昇が共通のと き,気体の体積を一定に保った場合と, 圧力を一定に保った場合を比べると、必要 熱エネルギーはどちらの方が大きいか, またその理由は何か。 ① 体積を一定に保った場合の方がQが大きい。 理由は気体が外部に仕事をしない からである。 ② 圧力を一定に保った場合の方がQが大きい。 理由は気体が外部に仕事をするか らである。 どちらの場合もQは同じである。 理由は温度上昇が同じだからである。 B 気体定数をRとする。 理想気体の定積モル比熱をCio 定圧モル比熱をC, とする。 Cr, Cyの間に成 り立つ関係式として正しいものはどれか。 ① 0 Cp-Cv=R ②Cv-Cp=R ③ Cy+Cp=R 問3 単原子分子理想気体と2原子分子理想気体の定積モル比熱の組合せとして正し いものはどれか。 ただし, 気体の温度は300Kとする。 ② §2 気体の状態変化 4 単原子分子 R R R -R 77 2原子分子 3R R R R

気圧が下がって、空気が膨張すると、 温度はどうなりますか？ そうなる理由も書いてくださるとありがたいです。 よろしくお願いします🤲🏻

この問題の(1)を3枚目のように考えたのですが、どの部分が誤りでしょうか。 また、(1)(2)の条件が異なっていることはわかるのですが、最終的に同じ式になってしまいます。 具体的にこの二つの問題の違いを教えていただきたいです。

50 (1) 5.0cm (2) 2.4cm 解説 (1) コックbが開いているので、 B室は常に1.0×10 Pa である。 よって, A室の圧力もやがて1.0×10' Paになる。 A室の体積が V(cm) になるとして, A室のピストンの移動前と移動について、 ボイル・シャルルの法則を適用して. 1.0×10×20×50 1.0×10×V 27+273 57+273 22 化学重要問題集 1100 20 -55(cm) ゆえに 5.0cm 右方へ動く。 (2) A. B両室の圧力が (Pa) となり, 中央にあるピストンがx [cm) 右方へ移動したとする。 A室とB室の物質量は同じ ( 移動前より) であるからピストンの移動後のA室とB室について, ボイル・シ ャルルの法則を適用すると、 px20x(50+x) px20x(50-x) 57 +273 27 +273 V-1100(cm) ゆえに 2.4cm 右方へ動く。 2.4 (cm) 51 ① 1.0mol ② 0.60mol ③ 0.40mol ④ 2.0mol ⑤ 0.50 ⑥ 0.30 ⑦ 0.20 2.0×10 Pa ⑨ 8.0×10'Pa ⑩0 4.0×10'Pa 1 17L 2 32 解説 ①~③N2=28.0, O2=32.0, CO44.0 より, 各物質量は A室とB室の圧力が等し ると、ピストンの移動が ピストンは止まる B室 物質量が一定であるから, ボ イル・シャルルの法則を適用 することができる。 (別解] 移動後のA室とB室について DV-ORT ○○は一定) 「例 面積が同じ (20cm²)である から、Vは長さに比例する。 (長さの比) (Tの比) A: B-57+273:27 +273 11:10 Aの長さは 100cmx11410 152.4cm