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物理 高校生

(2)の最初の式で大気圧の存在を考えていないのは問題文のどの表現によるものですか?

例題2-6 第2章 気体分子の運動 151 熱気球 解答 熱を伝えない材料で作った気球がある。 気球は,内部の圧力と外部の圧 力が等しくなるように、抵抗なく膨らんだり、縮んだりすることができる。 また,気球内には加熱用のヒーターが取りつけてある。この気球にヘリウ ムガスをm 〔kg〕 だけ入れて密閉する。 はじめ,ヘリウムガスの温度は To [K] で, 気球の体積は Vo〔m〕 であった。 気球自身の質量とヒーターの質量の和を2m 〔kg〕 とし, 大気圧を Po 〔Pa], 大気の密度を po〔kg/m3], 重力加速度の大きさをg〔m/s2] と する。 次の問いに答えよ。 (1) はじめの状態で気球にはたらく浮力の大きさ F。 〔N〕 を求めよ。 (2) ヒーターでヘリウムガスをゆっくりと加熱したところ, 気球が空中に 浮かんだ。 このときのヘリウムガスの温度T] [K] と気球の体積 V] [m] を求めよ。 ETS (1) 浮力の大きさは、 同体積の大気にはたらく重力の大きさと等しい。 (p.68) Fo= poVog 〔N〕 (2) 気球およびヒーターにはたらく重力 2mg 〔N〕 と気球内のヘリウムガスにはたらく重 力mg 〔N〕 と浮力 po Vig 〔N〕 がつり合う。 2mg+mg = po Vig 3m Po V₁₁ = (m³] この間のヘリウムガスの圧力は一定なので, シャルルの法則が成り立つ。 Vo_V1 To T₁ T₁ -To= Vo =V₁T=3m To (K) 00Vo (S)

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物理 高校生

熱気球って外気温が低いほど気球内部の気体との温度差がつきやすいから浮かび上がりやすいと聞いたのですが、この問題だと温度差が小さい方が浮かび上がりやすいと言っています。どういうことですか?問の8番です。

3 内部の空気が太陽光で温められて膨張することで浮かび上がる風船を,ソー ラーバルーンと呼ぶ。 ソーラーバルーンの仕組みを、次のような理想的な状況に 基づいて考える。 質量の無視できる薄いゴム膜でできた風船に,質量 M [kg] の箱を接続した装 置を考える。 風船と箱の接続部分の質量は無視できるものとする。 ゴム膜は断熱 材でできているが, 風船内部の気体の温度は外部から上げることができる。 この 装置を、温度T [K] で圧力 [Pa] の大気中に置く。 温度T の空気の密度を 〔kg/m²)とする。 図の左側のように, 風船に,温度T で密度』の空気を封入 したところ,風船内部の空気の体積が Vo〔m ] となり、気球は地上で静止した。 ただし,気球とは,風船内部の空気と装置を合わせたものとする。 P V,T Vo. To f Ite Po. To M 地面 Pos To M 地面 以下の問いを通じて, ゴム膜は自由に伸びるが,風船内部の空気は封入された ままとし,風船内外の空気の圧力は常に等しいとする。 箱自体, 風船と箱の接続 部分、ゴム膜自体の体積は無視できるものとして、風船内部の空気の体積を気球 の体積と考えることとする。 空気は理想気体とみなせるものとし、 気体定数を R[J/ (mol・K)], 重力加速度の大きさをg〔m/s'〕として、以下の問いに答えよ。 問1 風船内部の空気の物質量を [mol] とする。 風船内部の空気の体が Vo であるとき,風船内部の空気の状態方程式を示せ。

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化学 大学生・専門学校生・社会人

bの問題で、解答の最後の1行の意味が分からないので教えて欲しいです

問4 次の文章を読み, 後の問い (ab) に答えよ。 Bがコックでつながれている。 コックを閉じた状態で, 容器A には, 一酸化炭 容積が2.0Lの容器Aと, ピストン付きで容積を変化させることのできる容器 素 CO を 27℃で 1.0×10°Pa になるように封入した。また,容器 B には、容積 が 1.0L になる位置でピストンを固定した状態で,酸素 O2 を 27℃で3.0×10 Paになるように封入した。 これを状態Ⅰ とする (図3)。 b状態Iからコックを開いて, 容器Bのピストンを完全に押し込んで、容器 B内の気体をすべて容器 Aに移したのち, 再びコックを閉じた。 次に, 容器 A内の気体に点火し, COを完全に燃焼させた。 燃焼後, 温度を27℃に戻し たとき、容器 A内の圧力は何Pa になるか。 最も適当な数値を,次の①~⑥の うちから一つ選べ。 27 Pa 容器A コック 容器 B Coo O2 ピストン 1.0×105 Pa 3.0×10 Pa Joa 2.0L 1.0L 図3 状態 Iにおける容器 A, B内の様子 a 状態Ⅰから, ピストンを固定したままコックを開いて, 十分な時間放置した。 このとき、容器内の圧力は何 Pa になるか。 最も適当な数値を、次の①~⑥の うちから一つ選べ。 ただし, 容器内の温度は27℃に保たれているものとする。 26 Pa ① 1.0×105 (2) 1.7×105 ③ 2.0 × 105 2.3×105 3.0×105 ⑥ 4.0 × 105 ① 1.0×105 ④ 2.5×105 ② 1.5×105 2.0×105 3.0×105 ⑥ 3.5 × 105 -33- 20

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化学 高校生

大気圧って低気圧なんですか?

論述問題 1章 3節 ボイル・シャルルの法則 次の現象を、それぞれ気体の分子運動の立場から (1) 体積一定では,一定量の気体の圧力は絶対温度が高いほど大きい。 せよ。 (2) 混合気体の各成分気体の分圧が, 成分気体の物質量の割合に比例する。 気体の圧力は、気体分子の器壁への衝突によって生じる。(p.38) 2 理想気体と実在気体 理想気体1molの0℃, 1.013 × 10 Pa における体験 22.4L である。水素1mol の 0℃, 1.013 × 10° Pa における体積は 22.431- 想気体よりも大きくなっている。 その理由を説明せよ。 mm H2 は分子量が小さな無極性分子であるため、分子間力の影響はあまり い。 (p.49 ) | | 理想気体と実在気体大気圧下で高温の実在気体の多くは理想気体に似たふる いをする。しかし,大気圧下の実在気体の体積は理想気体より若干小さくなる。 この理由を説明せよ。 point 大気圧のような低圧下では分子自身の体積の影響はほとんどない。(p.45 節末問題 1章 3節 5 混 1 ボイル・シャルルの法則 27℃, 9.7 × 10' Pa で, 体積 250mLの気体は, I ℃, 1.0×10 Pa では何Lになるか。 2 気体の状態方程式 ある気体を容積 500mLの容器に入れて 127℃に保ち、圧 を測ると 1.22 × 10° Pa であった。この気体の分子数はいくらか。 ただし,気体 定数は 8.3 × 10° Pa・L/(K・mol), アボガドロ定数は 6.0 × 1023 /mol とする。 器 6 3 気体の圧力・温度・体積のグラフ 一定量の気体の体積V[L] と温度 T[K], 日 力P[Pa] と温度 T [K] の関係を表すグラフとして最も適切なものを、次の (a) (d) のグラフの中から一つ選べ。 ただし, P>P 2,V, V2 とする。 (a) V (b) V (c) P (d) P 0 0 T 0 P2 P₁ T V₂

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