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物理 大学生・専門学校生・社会人

この問題は、高校の熱力学ですよね?

以下の問に答えよ. エネルギー等分配則と2原子分子気体の比熱に関する以下の文章の空欄[ア][ク]を埋めよ.[ウ]は語句,[カ]は数 値、それ以外は数式である. 気体定数をR (R=kBNA, kB : ボルツマン定数, NA:アボガドロ数),気体の絶対温度をTとする。 一辺の立方体(各辺はそれぞれx,y,z軸に平行) の容器の中に1モルの単原子分子理想気体を封入する. 質量mの1個の気体分 子がx軸の方向にある速度vで運動し壁面に弾性衝突するとする.この気体分子がx軸に垂直な片方の壁面に時間tの間に衝突 する回数は[ 1モルの分子が壁面に加える力を ]である. Fとして、その力積Ftは[イ] の平均のNA倍である. 壁面に加わる圧力が FIL2で表せることから, v2の平均をvとして (気体の圧力)×(気体の[ウ])=(気体の全質量)x vという関係式が得られる. 1モルの気体に関するボイル・シャル ルの法則から、12mvx^2=[エ]が得られる.これは気体分子1個の一つの軸方向への運動エネルギーの平均を意味している実 際にはx軸のほかにもy軸、z軸があり、12v2x^2+12+12²より +1+1が成り立つ.また,これら三つの軸は等価である か つまり三つの運動の向き (自由度) に対して等しいエネルギー [エ] があるため, 気体分子1個の平 ける. 均エネルギーは[オ]となる. このすべての力学的自由度に対して等しいエネルギー[] が分配されることを 「エネルギー 「等分配則」という. 1個の気体分子が時間tの間に壁面に与える力積は[ ]であり, ここで、 水素や酸素のような2原子分子を考えよう. 2原子分子は並進運動 (x軸、y軸, 2軸の各方向) 3, 回転運動が[カ], 振動が1の自由度を持つ。 振動の自由度を無視すると, エネルギー等分配則を用いて2原子分子1個の平均エネルギーは [キ], 1モルあたりの全エネルギーを考えると, 定積比熱は[ク] となる.

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物理 高校生

1〜3がどうしてこの計算になるか分かりません。 解説お願いします🙏✨

VAH 例題25 力学的エネルギーの保存 ともになめらかな, 斜面 AB と水平面BC がつながっており, 点Cにばね 定数 50N/m の長いばねがつけてある。 水平面 BC から 2.5mの高さの点Aに質量 2.0kgの物体を置き,静かにす べり落とした。 ただし, 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とし, 水平面 BC を 高さの基準にとる。 解答 (1) KA+UA=0+2.0×9.8×2.5=49J (2) 力学的エネルギー保存則により KB+UB=KA+UA (1) 点Aでの物体の力学的エネルギーは何Jか。 (2) 水平面 BC に達したときの物体の速さは何m/sか。 [2] 3 0 50 (3) 物体がばねに当たり, ばねを押し縮めていくとき, ばねの最大の縮みxは何mか。 よって 1/2/3×2.0ײ+0=49 v²=49 ゆえにv=7.0m/s IPOINT 復用 ①運動エネルギー K: K=1/12m0² ② 重力による位置エネルギー U=mgh ¥59,60 2.5m 指針 (2),(3) 重力や弾性力 (ともに保存力) による運動では, 力学的エネルギー (運動エネルギーKと位置エネルギー の和)は一定に保たれる。 すなわちK+U=一定 27.02 25 5.02 x² = 49 B (3) (2)と同様に, K + U = KA + UA ばねが最も縮んだとき, 物体の速さは 0 であるから K = 0 よって 0+1/2×50ײ=49 解説動画 ゆえに x=1.4m ORIO ③ 弾性力による位置エネルギー U= =1/1/2k.x2 -kx² リー 例 000 編 オ

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