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物理 高校生

(2)(3)が分かりません 方針だけでも良いので教えてください🙇‍♂️

次の文章を読み, よび容器をつなぐ管の容積は無視できるものとする。 CAFLRORESIA J V2 V1 00 n1 に適する数値または数式を入れよ。 なお、 各容器の熱膨張お 122 MOV n1 ⅡⅢ』 V2 V3 122 図2 To 図1 の制 *** [lom\g] POR Jomja e FV SMAR (1) 図1のように、2つの容器ⅠIIが細い管で連結されている。 2つの容器Ⅰ,ⅡIの容積 は V1, V2 (V1<V2) で, そこに絶対温度 To の理想気体を封入した (これ以降の温度は絶対 温度である)。このとき容器 Ⅰ,ⅡIの中の気体の物質量をmi, n2 とすると, は, V1, V2 を用いて, m = ア と表される。 図 次に容器Ⅰ の気体の温度を To に保ったまま、 容器ⅡIの気体の温度を T2 にすると, 容 器 Ⅰ に含まれる気体の物質量が初期状態に比べて2倍になった。 T2 は, V1, V2, To で表 すことができて, T2=イ と表される。 園内 N3 MONG) TOUR 以下,必要ならば気体定数をRとして解答に用いる ] > (2) 図2のように、 断熱材で囲まれた3つの容器が細い管で連結されており, そこにコック A,Bがある。 はじめコック A, B は閉じられている。 3つの容器ⅠⅡI, Ⅲの容積は V1, V2, V3 であり, そこに温度が各々 T1, T2,T3, 物質量が各々1, n2, n3 の同種の 単原子分子理想気体が封入されている。 空いまコックAを開けた。 平衡状態に達したときの容器 Ⅰ, ⅡIの中の気体の温度は ウ圧力はエ となり, 容器I と容器ⅡⅠIの中の気体の物質量は各々 オ カ である。 そしてコック A を開けたまま、 今度はコック Bを開けた。 平衡状態に達したと きの容器 Ⅰ, ⅡI,Ⅲの中の気体の温度はキ 圧力 ク」となり、容器 Ⅰ, ⅡI, Ⅲの中の気体の物質量は各々ケ ある大 〉の (3)図2のはじめの状態において, 容器Ⅲの中が真空であったとする。 コック A を開けて 平衡状態に達したのち, コック B を開けた。 平衡状態に達したとき, 容器 Ⅰ, ⅡI, Ⅲの 中の気体の温度は シ圧力は 23. $28.0=0\gal 08.1=00 d ス コ £ サで

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化学 高校生

この問題の問1は、はみだした10cmの溶液の圧力によって判断しますが、はみ出てない分の水と溶液の主さが同じでないと使えなくないですか、なぜ重さでなく体積での判断なのか分かりません

次の文章を読んで,問1~5に答えなさい。 計算 なさい。 ある純溶媒,分子量 120 の不揮発性物質 X, および中央を半透膜で仕切った左右対称 なU字型の容器 (U字管) を用いて、以下に示す2種類の実験 A,Bを行った。物質Xは, 用いた溶媒中において電離度 α で Y+ と Zに電離する。なお,溶液中では,これらの イオンも溶質粒子として働く。 実験温度 T〔K〕は一定で,気体定数R〔Pa・L/(mol・K)〕 との積をRT=2.5×10 Pa・L/mol とする。実験時の大気圧は 1.0×10 Pa で,空気は理想気体とする。空気は溶 媒に溶解せず,溶媒は蒸発しないものとする。U字管の内径の断面積は 1.0 cm²で一定で あり,かつ,高さ 1000 cm の溶液の液柱が底面に及ぼす液柱による圧力は,溶液の濃度 に関わらず 1.0×10Pa とする。 実験 A 15 mgの物質 X を純溶媒に溶解し, 全体積が500mLとなるように溶液を調製した。 その溶液のうち, 20mL をU字管の右側に入れた。一方, U字管の左側には,純溶媒 を 20 mL 入れた(図1(a))。 その後,十分な時間放置すると右側の液面が上昇し,左右 の液面の高さの差が10cm で一定となった (図1 (b))。 以降, U字管の右側の溶液を溶 液と呼ぶ。 半透膜 (a) 放置 問2 溶液中の溶所の U字管 ト 10cm (b) 溶液1 図 1 問1 図1(b)の状態にある溶液1の浸透圧は何Paとなるか答えなさい。

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化学 高校生

この問題の問1は、はみだした10cmの溶液の圧力によって判断しますが、はみ出てない分の水と溶液の主さが同じでないと使えなくないですか、なぜ重さでなく体積での判断なのか分かりません

次の文章を読んで,問1~5に答えなさい。 計算結果は, なさい。 ある純溶媒,分子量 120 の不揮発性物質 X, および中央を半透膜で仕切った左右対称 なU字型の容器 (U字管) を用いて, 以下に示す2種類の実験 A,Bを行った。物質Xは、 用いた溶媒中において電離度 α で Y + と Z¯に電離する。なお,溶液中では,これらの イオンも溶質粒子として働く。 実験温度 T〔K〕は一定で,気体定数R 〔Pa・L/(mol・K)] との積をRT=2.5×10° Pa・L/mol とする。実験時の大気圧は1.0 × 10° Pa で,空気は理想気体とする。空気は溶 媒に溶解せず,溶媒は蒸発しないものとする。U字管の内径の断面積は 1.0 cm² で一定で あり,かつ,高さ 1000cm の溶液の液柱が底面に及ぼす液柱による圧力は,溶液の濃度 に関わらず 1.0×10Pa とする。 実験 A 15mgの物質 X を純溶媒に溶解し, 全体積が500mL となるように溶液を調製した。 その溶液のうち, 20mLをU字管の右側に入れた。 一方, U字管の左側には,純溶媒 を 20 mL 入れた(図1(a))。 その後,十分な時間放置すると右側の液面が上昇し,左右 の液面の高さの差が10cm で一定となった (図1 (b))。以降, U字管の右側の溶液を溶 液と呼ぶ。 半透膜 (a) 放置 U字管 10cm (b) 溶液1 図 1 問1 図1(b)の状態にある溶液1の浸透圧は何Pa となるか答えなさい。 問2 溶液1中の全溶質粒子のモル濃度Cを, 溶液1中に存在する物質Xの電離前の モル濃度 Cx と物質Xの電離度 α を用いて表しなさい。

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物理 高校生

芝浦工業大学の2222年度、2月2日の問題です。 (1)から分からないので教えて欲しいです。

1. 以下の設問の解答を所定の解答欄に記入せよ。 導出過程は示さなくてよい。 なお, 解答中に分数が現れる場合は既約分数で答えよ。 (A) 図1(a)のように、内側の断面積S の円筒状の容器を水平に設置し, その中に 気密を保ちながらなめらかに動くピストンが付いている。 容器の右側にはコック が取り付けられており, ピストンの右側に大気を入れることができる。 容器の左 内面とピストンの左面の距離をxとする。 容器は壁を介して外部と熱を交換で き, ピストンは熱を通さない。 ピストンと容器の左側の面はばね定数k, 自然長 Lの軽い体積の無視できるばねでつながれている。 ばねは円筒状の容器の左面中 央とビストンの左面中央を結ぶように取り付けられており.たわむことなく水平 方向のみに動くものとする。 また, 容器とばねの熱容量は無視できるものとして 以下の操作 A, 操作B, 操作Cをおこなった。 操作A 容器の左側に単原子分子理想気体を入れ、 右側を真空にしてコックを閉 じたところェ=2Lであった。 操作B 操作Aの後, コックをゆっくり開き大気を容器の右側に取り込み十分に 時間が経過したところ, x= 12/2となった。 操作C 操作Bの後。 図1 (b)のように容器の左側に熱容量および体積が無視でき るヒーターを取り付け、容器の左側内部の気体のみに熱を加えること ができるようにし、さらに容器の右側を除く部分をすき間なく断熱容器 で覆った。 コックを開いた状態で, ヒーターで熱量Qをゆっくりと容 器の左側内部の気体のみに与えたところェ=2Lとなった。 S ・円筒容器 1,00000000 お間ライブ ピストン コック 図1 x 1,00000000 ヒーター 断熱容器 (b) ピストン (イ) 大気の圧力をk, L, Sを用いて求めよ。 (ロ) 操作Cにおいて気体に与えた熱量Qをとを用いて求めよ。 2224500402

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物理 高校生

(2)番についてです 自分は位置エネルギーと大気圧への仕事も考えてW=pΔv+MgL/2+p0ls/2 と考えたのですが、解答では位置エネルギーとか考慮していません。なぜですか?

142 熱 49 熱力学 断熱材で作られた円筒形の容器に〔mol]の 単原子分子の理想気体が入っていて、圧力と温 TOK] は大気のそれと等しい。 ピストンMの 質量は 〔kg] で滑らかに動く。はじめMはス トッパーAで止まっており、容器の底からの高 さはLQm] である。 気体定数をR [J/mol・K], 重力加速度(m/s²] とする。 (1) ヒーターのスイッチを入れて気体を加熱し たところ, 温度が T1 [K] になったときM が上に動き始めた。温度 T と気体に加えた熱量 Q1 〔J〕 を求めよ。 (2) Mはゆっくり上昇を続け高さが2.2L[m]となった。このとき の温度 T [K] を求めよ。 また,Mが動き始めてからこのときまで に気体がした仕事 W 〔J〕 と気体に加えた熱量 Q2 〔J〕 を求めよ。 ここでヒーターのスイッチを切った。 そして,外力を加えてMを ゆっくりと押し込み、元の高さL 〔m〕まで戻した。 このときの気体 の温度 T3 〔K〕 を求めよ。 また, このとき気体がされた仕事 W 〔J〕 を求めよ。 ただし、この断熱変化の過程では圧力と体積Vの間に (京都工繊大) はPV =一定の関係がある。 Base M ヒーター 10000 Cv= Level (1), (2)★ (3)★ Point & Hint (1) 前後の状態方程式と、ピストンが 動き始めるときの力のつり合いを押さ える。 大気圧をPo, ピストンの面積をS とでもおくとよいが,これらの文字は 答えには用いられない。 (2) なめらかに動くピストンが自由になっていると 定圧変化が起こる。 定圧変化では, 気体がする仕事 = PAVとなる。 (3) 断 熱変化では,PV=一定が成り立つ。 γは比熱比とよばれ, y=Cp/Cv ここで は単原子なので,y= =1/12/2/12/2R=7/3/3 となっている。あとは第1法則の問題。 5 h= 単原子分子気体 nRT U= 3 5 = 2R CP=R 2 ※ この3式は「単原子」のとき LECTURE 初めの気体の状態方程式は ピストンが動き始めるときの圧力をPとすると PSL = nRT …..……② (1) そして,このときのピストンのつり合いより PS = Pos+Mg...... ③ T₁=To+ _MgL nR4 ①〜③ より 定積変化だから より (2 そして (2) Pi での定圧変化が起こる。 状態方程式より P₁S³/L=nRT₂ また, Q=nCvAT= PSL = nRTo ...... ① T₂ = ³2 T₁ = 3 (To+ MgL nR W2 = Pi4V = Pi P.(S. 3/L-SL) Q2=nCpAT = n 状態方程式より 5 2 第1法則より より 49 熱力学 nR(T₁-To) = MgL 2 2 T3= ③ -T₁ (3) 高さまで押し込んだときの圧力をP3とすると P.(S-L)* = P.(SL) P3= 3 PS を用いて. Ws = Mg AU』を調べ ( 4U2=2R(T-T)) 第1法則 4U2 = Q2+(-Wa) を用いて Qを求めることもできるが、まわりくどい。 =1/12P.SL=1/12nRT=1/12(nRT,+MgL) ②を用いた .. T = n. 52 R (T₂ - T₁) = (nRT. + MgL) 143 ピストンが動いて も上図の状況は変 P.S わらない。 つまり, 圧力 P1 は一定 'P・SL = nRT3 ...... ⑤ - (3) ³T = (3) (T. + MgL) 'T nR 2nR (T₁-T₂) = 0 + W₁ P1 = (2)(2)-1) (nRT. + MgL)

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