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物理 高校生

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

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物理 高校生

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

68 第2章 熱と気体 *** 50 16分・8点】 基 TXXXO お茶の冷まし方について考えよう。 問1 次の文章中の空欄 1 2 に入れる記号として正しいものを一つずつ 選べ きゅうす 急須に入った熱いお茶を, 二つの湯飲みを用いて冷ましたい。 ただし、二つの湯 飲みは初め室温にあり, 同じ熱容量をもつものとする。 次の二つの方法を比べてみ よう。 方法A: 図1のように, 全量を一つ目の湯飲みに入れたあと, 二つ目の湯飲みに 移す。 方法B: 図2のように, 全量を二つの湯飲みに均等にわけたあと, 一つの湯飲み にまとめる。 方法Aで一つ目の湯飲みが受け取った熱量Q と, 方法Bで空になった湯飲みが受 け取った熱量の関係は, QA 1 QBであり, 方法Aで冷ましたお茶の温度 2 TB となる。 ただし, T, と, 方法Bで冷ましたお茶の温度 TB の関係は, TA これらの過程では、お茶と湯飲みはすぐに同じ温度になるとし, 湯飲み以外への熱 の流出は無視できるものとする。 1 2の解答群 方法 A UU 図1 J.ALE 方法 B 60 図2 問2 次に,空気中への熱の放出によるお茶の温度変化に T* ついて考えよう。お茶は, 時刻0で温度 T であったが, To しだいに冷めていき, やがて室温 Tになった。 図3は との間の温度変化を示す。 お茶が,時刻 0から1までの 間に放出した熱の総量Qを表すグラフとして最も適当 T なものを一つ選べ。 Q₁ ① で 0 Q₁ 0 t 0 2 0 Q↑ 0 0 §1 熱と温度 図3 3 69

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数学 高校生

丸している部分がなぜそうなるのか教えてください

内分する点 Sとする。 基本66 上」にもある (PQ, PRを で,「点S あるから =1, い。 3:1に を3点 き,線 稲田大] 四面体OABCにおいて, OA=AB, BC=OC, OALBC とするとき、次のこと 垂直, 線分の長さの平方に関する証明問題 を証明せよ。 00000 (1) OBLAC (浜松医大 ] 例題 68 直線(線分)の垂直 OA=4,OB=6, OC とする。 結論からお迎えすると OBLACOB AC=06⋅(c-a)=0 b·c=a·b 29 参照] のように、内積を利用してベクトル化することが有効である。 よって, OA=AB, BC=0Cから5c=a・b を導く。 ......... (2)等式の証明 ここでは (左辺) (右辺) = 0 を示す。 CHART 垂直・(線分) 内積を利用 ゆえに A, OB=1,OC=c とする。 (1) OA=AB 5 よって よって (2) OA²+BC" = OB²+ AC² →(内積)=0 [例題 30 参照], 線分の長さの平方→ABAB例題 =15-a |a|=|-20・6+\ap ゆえに ①②から 161²=2a-6 よって 同様に,BC=OC から |OA| = |AB|² = |BC|=|OC|子 161²=26.c って DB = 0, AC = 0 であるから したがって OB⊥AC (2) OABCから OA BC=0 OALBC à (c-6)=0 a∙b=b.c 3 ・(-a) = 0 すなわち OB・AC=0 SOBLAC a A ゆえに これと ③ より accであるから OA2+BC2(OB'+AC) 87-9-10 C b BEAT JUEGT DAX à•c=a•b CHA 基本29.30 (1) 別解 (p.486 補足事項 の例 参照) 0 =|0A|+|BC|-|OB-JAC にーーーー = lal²+|c²-26•c+|b1³² − | 6³² −|c³²+2à·c−laf=0 したがって OA2+BC2=OB2 + AC2 A----- 0A9=0A94 B (1) BC と AD も垂直であることを示せ。 (②2) 四面体 ABCD は正四面体であることを示せ。 485 M C 2章 9 (右) 位置ベクトル、ベクトルと図形 辺OBの中点をMとすると OA=AB から AM LOB OCBC から CM⊥OB よって OB⊥ (平面 ACM) AC は平面 ACM 上にあるか 5 OBLAC 一部 =1c1²-26-c+161²2 [ 四面体 ABCD を考える。 △ABCと△ABD は正三角形であり, AC と BD とは 968 垂直である。 [岩手大]

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物理 高校生

リードa15ページの問題です! 14番bでは力を分解せずに解いているのに対し15番の(1)では力を分解した同方向のモーメントで解いていて、分解せずにそのまま1/2L×W-T cos30=0で答えが出てこないのは何故ですか?

リード C 0,1 198N /第2章 剛体にはたらく力のつりあい 15 1964 基本問題 13. 棒のつりあい 長さ20cmで質量 1.0kg の一様 な棒ABの両端におもりをつるし, A から 7.0cmの点 Pにばね定数が980N/m のばねの一端をつけた。 ばね の他端を天井に固定して静かに離すと, ばねは10cm伸 び棒は水平につりあった。 A, B につるしたおもり km の質量 ma, me [kg] を求めよ。重力加速度の大きさをg=9.8m/s²とする。 a&№. (a) '///////// 60° A A 14. 棒のつりあい●長さ 0.60m, 重さ 60N の一様な棒 AB を,A端につけた糸でつる し力Fを加えて図(a)~(c) のよ うに支えた ((a) Fは水平 (b) カFは鉛直上向き (c) 棒 AB BL は水平)。 それぞれの場合の糸の張力 T 〔N〕 と F [N] の大きさを求めよ。 F 7.0cm (b) . A なすように立てかける。棒のA端から 1/31 GON ↓F 980 N/m 15. 棒のつりあい 長さ 重さ W の一様な棒AB があり,A 端はちょうつがいで壁につけられ, 他端Bは, Aの真上の壁上の点 Cに結ばれた糸により, 図に示す状態で支えられている。ただし, 棒は壁に垂直な鉛直面内にある。 0.10m B (1) 糸の張力の大きさを求めよ。 (2) 棒のA端がちょうつがいから受けている抗力の水平成分,鉛 直成分をそれぞれ Rx, Ryとする。 Rx, Ry の大きさと向きをそ れぞれ求めよ。 例題3 16. 壁に立てかけた棒のつりあい 長さ 1[m]の軽い棒 AB を, 水平であらい床と鉛直でなめらかな壁の間に,水平から 60°の角度を (c) '///////////// 45° l離れた点に重さ W 〔N〕 の A IC 13 130° 60° B 例題3 M60B 例題 3 60° PE, COBY B Na おもりをつるしたところ,棒は静止した。 (1)棒にはたらく鉛直方向および水平方向の力のつりあいの式と,点 Bのまわりの力のモーメントのつりあいの式を立てよ。 棒が壁か ら受ける垂直抗力の大きさを NA 〔N〕, 床から受ける垂直抗力の大きさをNB〔N〕 , 摩 例題 4,24

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数学 高校生

赤丸のところが分かりません なんで場合の数と起こる確率をかけるんですか?

基本 例題 ボタンを1回押すと, 文字 X,Y,Zのうちいずれか1つがそれぞれ212 5'5'5 53 3つの事象に関する反復試行の確率 解答 |確率で表示される機械がある。ボタンを続けて5回押すとき,次の確率を求めよ。 バードの表示される回数が同じである確率 与えられた確率をすべて足すと1で, 3つの事象に関する反復試行の問題と考えられ 指針 る。 反復試行の確率では, 特定の事柄が何回起こるかということを押さえる。 (1)まず,Xが3回,Yが1回,Zが1回表示される場合が何通りあるか求める。 (2)表示される回数を求める必要がある。 X,Yが回(rは整数, 0≦x≦5) ずつ表 示されるとすると, Z は 5-2 回表示されることになる。 (1) ボタンを5回押したときに,Xが3回,Yが1回, 5! Zが1回表示される場合の数は =20 3N1! (号)()() < (²/²)*( ² ) ( ² ) ²20-2¹ 55 20 x 求める確率は (2) nは整数で, ボタンを5回押したときに, X, Y が回ずつ表示され るとすると, Z は 5-2r 回表示される。 0≦5-2r≦5 を満たす整数ヶは r=0, 1, 2 よって, X, Y の表示回数が同じになるには [1] X, Y が0回ずつ Zが5回表示される [2] X, Y が1回ずつ Zが3回表示される [3] X, Y が2回ずつ、Zが1回表示される 場合がある。 [1]~[3] の事象は互いに排反であるから, 求める確率は 5 5! 212\3 (3)*+- ²/1 · - -/- (-/-/ )*² + 1!1!3! 5 32 +320 +240 592 55 3125 64 625 5! 2 2!2!1!\5 (-/-)²(-/-)². 2/1/2 5 914) 5C3×2C×C でもよい。 場合の数 20 に, Xが3 回, Y が1回, Zが1回 起こる確率を掛ける。 不等式0≦5-2r≦5を 解くと 排反なら 確率を加える OFTEC 2章 2 ⑧ 独立な試行・反復試行の確率 ar=1) であり,この試

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