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物理 高校生

(2)、(3)を教えてください

26 ばね付きピストン ( 2000 同志社大) 以下の問い(1), (3), (4), (5), (6)の答えとして適当な式を記せ。また, (2)の答えを図2の(ア)~ (カ)から選べ。 図1に示すように, 定積モル比熱Cyの理想気体nモルが, シリンダーとピストンによって 封入されている。シリンダーとピストンの断面積はSで、これらはばねでつながれている。ば ねはフックの法則にしたがい, ばね定数は温度によらず一定である。また, シリンダー内には ヒーターが設けられており, シリンダーおよびピストンは断熱材で作られている。はじめ,シ リンダー内の気体の圧力は大気圧に等しく,体積は V。, 温度はT。で, ばねは自然長であった。 気体を加熱したところ温度はT, に達し, ピストンの移動によって体積は V」 になった。気体定 数をRとし,大気圧を Vo, T。などにより表して, 以下の問いに答えよ。なお, シリンダーと ピストンの間の摩擦はないものとする。 Aにいて、 (1)加熱後の気体の圧力はいくらか。 (2)(体積が V。から V, になるまでの圧力の変化を, 横軸に体積1V, 縦軸に圧力pをとったグ ラフに示すとき, その概形は図2に示す(ア)~(カ)のうちどれか。 (3)ばね定数はいくらか。 (4)ばねの弾性力による位置エネルギーの増加はいくらか。 (5) 気体のした仕事はいくらか。 (6) 気体に加えられた熱量と気体のした仕事の差はいくらか。 p4 (ア) ばね (イ) 000000000000 (ウ) (エ) (オ) ヒーター (カ) 図1 V V 0 V。 図2 大気圧

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理科 中学生

理科です。解説等お願いします

4 次の各問いに答えなさい。 たかし がいる場所までの距離は何 mか, 求めなさい。ただし、 音の伝わる速さを 345m/S を書きなさい。 次に,賛志さんは,音の性質を調べるため, 15図のような装置を用意し,音さを1回た いて音を出し, マイクでその音をひろってコンピュータの画面に表示させた。続いて1回日 りも強く音さをたたいて同じことを行った。16図は、 1回目に出た音をコンピュータの画 に表示させたものである。 ただし, 横軸は時間を, 縦軸は振幅を表している。 15図 16図 音さ マイク コンピュータ (3) 2回目に音さを強くたたいたとき, 出た音は1回目より①(ア 大きく これは,音の②(ア 振動数 ら正しいものをそれぞれ一つずつ選び, 記号で答えなさい。 イ 高く)なった。 イ 振幅)が大きくなったからである。①, ②の( )の中か (4) 2回目に出た音をコンピュータの画面に表示させたものとして最も適当なものを, 次のア~ エから一つ選び, 記号で答えなさい。 ただし, 目盛りの大きさはすべて 16図と同じものとし、 横軸は時間を,縦軸は振幅を表している。 ア イ ウ エ (5) 音の性質について説明したものとして最も適当なものを, 次のア~エから一つ選び, 記号で 答えなさい。 ア 音は固体中,液体中, 気体中, 真空中を伝わる。 イ 音は固体中,液体中, 気体中を伝わるが, 真空中は伝わらない。 ウ 音は液体中,気体中を伝わるが, 固体中, 真空中は伝わらない。 I 音は気体中を伝わるが, 固体中, 液体中, 真空中は伝わらない。

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物理 高校生

容器内の圧力はずっと大気圧と等しいですか?

る コック |61 断熱変化 8分 図のように, 容器とシリンダーが接続さ れている。コックを閉じることで,容器とシリンダーを仕切 ることができる。シリンダーにはピストンがついており, シ リンダー内をなめらかに動くことができる。容器,シリンダ ピストン シリンダー ストッパー ト大 容器 ビストン, コックは熱を通さず, 容器とシリンダーの接続部分の体積は無視できるものとする。 はじめ,容器の内部に理想気体が封入されてコックは閉じられており. ピストンはシリンターの突ま で押し込まれている。このとき, 気体の温度は T。であった。 まずコックを開き, ピストンを右にゆっくり動かしながら、ストッパーの位置まで移動させた。 このとき,気体の温度は T, であった。この過程で気休がした仕事を W. とする。次に,ビストンをゆ つくり左に動かし,シリンダーの奥まで押し込んだ。このとき、気体の温度は Toであった。この適 程で気体がした仕事を W。 とする。 温度 T., T, の大小関係と、W. W,の関係を表す式の組み合わせ として正しいものを, 次の①~9のうちから一つ選べ。 問1 To, Ti の大小関係 Wi, Waの関係 To, Ti の大小関係 Wi, Wa の関係系 0 To< Ti 6 Wi+ Wa>0 To=Ti Wi+ We<0 の To<Ti の Wi+ W2=0 To> Ti Wi+ We>0 To< Ti Wi+ Wa<0 To> Ti Wi+ W2=0 の To=Ti Wi+ We>0 To> T Wi+ W2<0 To= Ti Wi+ Wa=0 88 9 44

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物理 高校生

問3です ΔU=Wになる理由がよくわかりません 解説お願いします

AU=W となる。また,気体は圧縮されるので,外 ある。熱力学の第1法則「4U=Q+W」から 部から正の仕事をされ、内部エネルギーは増加し、 問3 断熱変化のため,加えられた熱量QはQ=0で 関連問題→ 79 断面積Sのシリンダーにヒーターがとりつけられている。図のように, シ リンダーの内部に気体を入れ, なめらかに動くピストンでふたをし, 質量 Mのおもりをのせた。このとき, 気体の圧力, 体積, 温度はそれぞれ P,, s V, T; であった。 ピストンの質量は無視でき, シリンダーとピストンは熱」 を通さないものとする。また, 大気圧を P。 とし, 重力加速度の大きさをg シリンダー 例題 17)気体の体積変化 M P。 の」 ピストン P, Vi. T」 問1 シリンダー内の気体の圧力 P, を表す式として正しいものを, 次の 0~Oのうちから一つ選べ。 ヒーター とする。 Mg Mg S 6 Po+ S の P。 Mg S 0 P。 2 Mg Po+Mg ④ Po-Mg ⑤ 問2 ヒーターのスイッチを入れ, シリンダー内の気体に熱を加えた後,スイッチを切った。気は の体積は Vs。温度は T; になった。V½を表す式として正しいものを, 次の①~⑥のうちから一つ 選べ。 T。 -Vi ® T. T。 T」 Ti+ T。 LV, 回 0 @ 0 デェ @ 0 , エ+五 -V. @ T+T。 -V, T T。 T。 問3 次に,図のように, 手でピストンをゆっくり動かして気体の体積を V; に戻すと,温度はT, になった。この過程で, 気体に加えられた仕事 をW, 内部エネルギーの変化量を 4Uとすると, T,と Ts, W と 4U の 関係を表す式の組み合わせとして正しいものを, 次の①~9のうちから 一つ選べ。ただし, ヒーターの熱容量は無視できるものとする。 Vi, T。 0 T< T。 AU<W T= Ts AU> W Ta< T。 AU=W O Tz> T。 AU<W T2< Ts AU>W Ta> Ts AU= W T2= Ts AU<W 9 Tz> Ts AU> W T2= T3 AU= W (12. センター追試 [物理I]) 指針 はじめビピストンが静止しているとき, ピスト ンにはたらく力はつりあっている。ヒーターで気体を 加熱し,状態が変化した後の気体の圧力は, 状態が変 化する前の P. と等しい。 また, 手でピストンを押す ときの変化は, 外部と熱のやりとりをしないので, 断 熱変化である。 「解説 問1 気体がピストンを押す 力は鉛直上向きに P,S, 大気が押す 力は鉛直下向きに P.S, おもりが押 す力は鉛直下向きに Mgである。カ のつりあいから, 鉛直上向きを正と したがって,解答は6となる。 問2 加熱の前後で気体の圧力は等しく, シャルル0 lom01X0.0 V 法則「テ=一定」を用いると, V」 V2 T2 V2= T」 Ti P,SA したがって,解答は@である。 Mg PoS し、 温度は高くなる。 Ta< Ts したがって、解答は②である。 P,S-PoS-Mg=0 P= Po+ Mg S (000)

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化学 大学生・専門学校生・社会人

解答が欲しいです。

[1] 1.013×10° Paのもとで、1mol のある気体を、 温度をT,Kから T2Kへ上昇させたと きのエンタルピー変化とエントロピー変化を求めよ。 ただし、その気体の定圧モル熱容 量は次式(Tは温度(K)、 a、 b、 cは定数)で表せるとし、 また気体定数はRJK! mol-! とする。 Cp=a+bT+cT-2 JK-' mol- [2] 1.013×10° Paのもとで、 ある結晶1 mol が融点TKで完全に融解するときにgJの 発熱が観測されたという。 このときのエンタルピー変化とエントロピー変化を求めよ。 [3] 1 mol の理想気体が、状態1 (温度 Ti K、 体積1i m') から状態2 (温度 72 K、 体 積2 m')へ膨張するときのエントロピー変化を求めよ。定積モル比熱は CvJK' mol'! で定数、また気体定数はRJK'mol'' とする。 ヒント:定温過程と定積過程の2段階に分けて考える。 [4] 初期状態において温度T,でnmolの理想気体を、①可逆定温膨張、②可逆断熱膨張、 の不可逆断熱自由膨張、 の3通りの過程で体積を iから 12へ増加させた。それぞれの 過程に対して、系が得る熱と系のエントロピー変化について、 詳しい結果の導出と併せ て説明せよ。ただし、 気体定数は Rとする。また、縦軸を圧力、横軸を体積として、上 記のそれぞれの過程に対する変化を図示するとともに、 その理由を説明せよ。

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物理 高校生

(4)の解説の青線を引いた部分の意味を教えてください🙇‍♀️

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。 ピストン 図1 図2 (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I(m」の位置にあった。このときの気体 の温度はどれだけか。 (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 2 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鉛直にし,気体の温度を(1)の 温度と同じに保ったら,図2のように, ピストンの上面は容器の底か ら1の位置で静止した。ピストンの質量M を他の量で表せ。 ④ 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 熱を加えたら,ビストンの上面は容器の底からどれだけの距離のとこ ろで静止するか。

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