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化学 高校生

2番と3番が分かりません 誰でも教えてください

人の(実験 1]~[実験 4] に関する文章を 読み,(1)~(3) に答えよ。なお, すべての 水溶液の比熱を 4.2 J/(g.℃) とする。 H=1.0, O=16, Na=23 32 3) 30 【実験1] 水酸化ナトリウムの固体 2.0g を素早くはかり取り,ビーカーに入れ た水 50 mL に溶解し,温度変化を測定 した。そのときの温度変化はグラフお よび表のとおりであった。ここで,水 酸化ナトリウムを水中に入れた瞬間を 時間0(s) とする。 28 温 26 度 (℃)24 p2 200 18 100 200 300 400 500 時間(s) 時間(s) 300 360 420 || 480 0 60 120 180 240 温度(℃)| 20.0|25.3| 28.0|28.8| 28.6| 28.0| 27.4|| 26.8 | 26.2 【実験2] 次に,この水溶液の温度が一定になった時点で,容器ごと断熱容器に入れ,同 じ温度の1.0mol/L の塩酸を75mL混合すると, 混合水溶液の温度は5.4℃上昇し た。 [実験 3] 一方, 18 mol/L の濃硫酸 10mL を断熱容器内の水 100mL に静かに加えると, 混合水溶液の温度は 25℃上昇した。 (実験 4] また, 18 mol/L の濃硫酸 10mL を断熱容器内の1.0mol/L 水酸化ナトリウム 水溶液 100 mL に静かに加えた。 ()(実験1]について, 水への水酸化ナトリウムの溶解による発熱量Q[kJ] を有効数字 2桁で求めよ。ただし, 水の密度を 1.0g/cm° とする。 2)[実験2] について, この温度上昇値をもとに塩酸と水酸化ナトリウム水溶液の中和 熱を表す熱化学方程式を示せ。ただし, 1.0 mol/Lの塩酸の密度を1.0g/cm° とし, 外部からの熱の出入りおよび水酸化ナトリウムの溶解による体積の変化はないものと する。また,中和熱は有効数字 2桁で示せ。 (3) [実験2] および[実験3]の結果を利用して, [実験4]における発熱量 QikJ]を有効 数字2桁で求めよ。ただし, 18mol/Lの濃硫酸の密度を1.8g/cm°, 水および水酸化 ナトリウム水溶液の密度を1.0g/cm'とし, 外部からの熱の出入りはないものとする。 *ヨー-ト+ー

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物理 高校生

良問の風61(4)です。3枚目のピンクのマーカーを引いた部分についてなのですが、(2)の時とは内部の圧力が違うのに、等圧変化と考えて良いのですか?

61* なめらかに動く質量M[kg]のピストン を備えた断面積Sim°]の容器がある。こ れらは断熱材で作られていて, ヒーターに 電流を流すことにより,,容器内の気体を加 熱することができる。/ヒーターの体積, 熱 容量は小さく,無視できる。容器は鉛直に 保たれていて,内部には単原子分子の理想 気体がん[mol)入っている。気体定数をR [J/mol·K), 大気圧を(P.(N/m'], 重力加 速度をgm/s°]とする。 (1) 最初,ヒーターに電流を流さない状態では, 図1のように,ピスト ンの下面は容器の底から距離1[m]の位置にあった。このときの気体 の温度はどれだけか。 HP ピストン ヒーター 図1 図2 次に,ヒーターで加熱したら, ピストンは最初の位置より 上昇 した。気体の温度は(1)の何倍になっているか。また, ヒーターで発生 したジュール熱はどれだけか。 (3)(1)の状態で, 容器の上下を反対にして鈴直にし,気体の温度を(1)の 温度と同じに保ったら, 図2のように,ビストンの上面は容器の底か ら1の位置で静止した。ビストンの質量M を他の量で表せ。 ※ この状態で, ヒーターにより, (2)におけるジュール熱のだけの 執を加えたら、ピストンの上面は容益の底からどれだけの距離のとこ ろで静止するか。 (名城大)

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物理 高校生

問5の5についてです。 解説1行目。Aの体積増加したので温度上昇というのは、PV=nRTが根拠ですか? 私は ΔU=Q-w(した仕事) を根拠に、 AはBに仕事をしたのでAに関する第一法則より、 w>0より (Q=0 なので) ΔU<0 つまりAの温度は下がっているので... 続きを読む

物理 問5 次の文章中の空欄 5 6 に入れる式として正しいものを, それぞ れの直後の で囲んだ選択肢のうちから一つずつ選べ。 る 由 図5のように,なめらかに動くことのできる断熱材でできたピストンがはめ 込まれた断熱容器が水平面上に置かれている。ピストンの左側をA室,右側 をB室と呼ぶ。ピストンの中には熱をよく通す材質でできたスイッチがあり, このスイッチを閉じるとA室とB室の間で熱の移動が可能になるが, スイッ チを開くと熱の移動はできなくなる。 ただし, スイッチの熱容量は無視できる。 スイッチを開いた状態で A室に物質量 nA, 温度 T。の単原子分子理想気体 を閉じ込め,B室に物質量 ng, 温度 Tg の単原子分子理想気体を閉じ込める と,ピストンは静止した。次に, スイッチを閉じたところ, ピストンはゆっく 0 T> Ts りとB室側へ移動した。このことから 5 2 Ta= Te} とわかる。 3 Ta< Ts」 また,十分に時間が経過すると, A室とB室の気体の温度は, TATB Ta+ T。 0 Ta+ Ts @ ア Ta+ Ts 2 となる。 6 ngTa+naTa 1ATA+ ngTa nA+ nB nA+ nB スイッチ ピストン A B 図 5 - 69 -

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物理 高校生

(4)なのですがピストンが静止する=容器内の気圧は大気圧と等しいと認識していたのですが違うのでしょうか? 誰かおねがいします

STEP2 b-Vグラフを作図。 STEP3 熱力学第1法則を表にまとめる。 「設定は同じです) 東京工大〉 ンの式 この問題で 解法Check! 70 例題 断熱材でつくられたピストンつきの円 簡形の容器に1mol の単原子分子の理想気 体が入っている。ピストンの質量はM[kg] で、上面は圧力po [N/m°], 温度 T, [K] の 大気に接している。ピストンはストッパーA で止まっており, 容器の底面からピストンの 下面までの高さはL[m] である。 気体定数 をR(J/(mol·K)], 重力加速度の大きさをg (m/s°) とする。なお, 答えは M, To, R, L およびgの一部または全部を用いて表せ。 (1) 最初,理想気体の圧力は po [N/m°], 温 度は To[K] であった。その内部エネルギーはいくらか。 2 ヒーターで気体を加熱し,気体の温度が T. [K] になったときビストン が上に動き始めた。温度 T, と気体に加えた熱量Qi [J] を求めよ。 3 加熱を続けるとピストンはゆっくり上昇を続けた。 ピストンが上のスト ッパーBに接したとき,気体の高さは1.5L [m] であった。このときの温 度T (K) を求めよ。 また, ピストンが動き始めてからこのときまでに理 B 十ー 0.5L ピストン A こし, Me>m L 000000 ーヒーター 共限に繰り返 いを求めよ。 〈宮崎大〉 三は同じです) SECTION 11 気体の熱力学 59

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