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化学 高校生

132の問題です。 問の4の解き方が理解できません。 水素イオンは完全に反応するということですか?

82 A 第 132問 緩衝液のpH 水に強酸や強塩基を少量加えるだけで,pHは大きく変化する。例えば,25℃の純粋な 水のpHは 7.0 であるが,1.0Lの水に 1.0mol/Lの塩酸 1.0mL を加えるとpHは3.0と なる。また,1.0L の水に 1.0mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液10mLを加えるとpHは (ア)となる。 一方,弱酸とその塩の混合水溶液,あるいは弱塩基とその塩の混合水溶液は,その中に 酸または塩基が少量混入しても,pHの値がほぼ一定に保たれる作用 (緩衝作用)がある。 そのような水溶液を緩衝液とよび、一定に保ちたいpHの値に応じて (1) さまざまな緩衝液 を用いることができるが,ここでは酢酸と酢酸ナトリウムからなる緩衝液のはたらきにつ いて考えてみる。 加水分 トリウム 04000 HỌ 平定数を なすことができる 物です。 =(a)... ② 右辺の分 のイオンK を用 酢酸は水溶液中で,式 (1) の電離平衡にあり,その電離定数Kは式 (2) で表される。酢 酸は弱酸であり,K は 2.0 × 10 - 5 mol/Lと小さい。 CH3COOH CH3COO+H+ [CH3COO-] [H+] Ka= [CH3COOH] (!!) ......(1) 10 …………… (2) 式 (1) の電離平衡および式 (2) は酢酸水溶液に酢酸ナトリウムを加えた混合水溶液でも 成り立つ。 濃度 0.20mol/Lの酢酸水溶液100mLと, 0.10mol/Lの酢酸ナトリウム水 溶液100mLを混合した水溶液を作った。 この混合水溶液中では,酢酸ナトリウムはほぼ 完全に電離し,酢酸はほとんど電離していないと考えてよい。 この混合水溶液に酸を加え ると式 (3) の反応が進み, 加えた酸が酢酸イオンによって消費される。 逆に, 塩基を加え ると式(4) の反応が進み, 加えた塩基が酢酸によって消費される。 CH3COO + H+ CH3COOH CH3COOH + OH→ CH3COO + H2O ....... (3) .......(4) 加えた酸および塩基の量に比べて,溶液中にあらかじめ存在する酢酸イオンおよび酢酸 [CH3COO¯] [CH3COOH] の量が十分多い場合には として機能する。 4=(b) .. 1. Cmol/Lの酢酸ナ して平衡に達したと 0001は(c)mc ml/Lと近似できる。 うに表すことができる。 Ky=(d)... とりは共にKを表 [OH] なので、 一の変化、つまりpHの変化が小さくなるので緩衝液 れいて次のように表す 神の空(a) 20.070mol/L L). K.-10 まで求めよ。 * 問1 (ア)にあてはまる値を小数第1位まで示せ。 ただし,水酸化ナトリウム水溶液 を加えたときの溶液の体積変化は無視してよい。 問2 下線部(i) について,次の(a)~(d)に示す2成分を1:1の物質量の比で含む混合 水溶液のうち,緩衝液に分類できるものはどれか、全て選んで記号で答えよ。 (a) NH4CI/HCI (b) NazHPO4/NaH2PO4 (d) KCI/KOH (c)NaHCO3/H2CO3 問3 下線部 (ii) の水溶液のpHを小数第1位まで求めよ。 ただし, log2 = 0.48 とする。 = 0.30, log3

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物理 高校生

(2)でなぜBが高電位になるのか分かりません 回転すると右向きの磁束が増えるからそれを妨げるために、AからBの向きに電流が流れるのでAが高電位になるんじゃないんですか?

f B セント 135 〈交流の発生> 113 (2) 辺abは磁場を横切る体なので、 誘導起電力の式 「V=Blo」 を用いる。 (3)(pq間に発生する誘導起電力) (コイルの各辺に生じる誘導起電力の和) 標準問題 (5) コイルに生じる誘導起電力の大きさは、ファラデーの電磁誘導の法則 「V=-N4 at」を用いる。 A 135.〈交流の発生> 図1のような辺の長さが1の正方形 abedからなる1回 巻きのコイルを,磁束密度Bの均一な磁場の中に置き、 磁 力線に垂直な軸のまわりに,一定の角速度で図の矢印の 向きに回す。 コイルの両端はそれぞれリング状の電極p と qを通して,常に抵抗Rとつながっている。 このとき、コ イルは回転するが, リング状の電極と抵抗は静止したまま である。図2(a) と (b)は回転軸にそって見たコイルと磁力線 (a) = 0 である。図2のように,コイルの面と磁場の角度は,時 N S P 9 R- 図 1 B (b) t=to N S N S 刻 t=0 のとき 0=0, 時刻t=to のとき 0<B<1であ R cd ab 8 図2 った。次の問いに答えよ。 [A]各辺に生じる誘導起電力を考えることで, pq 間に発生する誘導起電力を考える。答 えには1,B,w, tのうちから必要なものを用いよ。 〇 (1) 辺 ab 部分の速さを表せ。 (2)時刻における辺 ab 部分に生じる誘導起電力の大きさを表せ。 (3) 時刻 t における各辺に生じる誘導起電力を足し合わせることで, pq間に発生する誘導 起電力 Vの大きさを表せ。 〔B〕 ファラデーの電磁誘導の法則を考えることで, pq 間に発生する誘導起電力を考える。 答えには l, B, w, tのうちから必要なものを用いよ。 (4) 時刻 t におけるコイルを貫く磁束を表せ。 (5) 時刻 t におけるコイルに生じる誘導起電力 Vの大きさを表せ。 ただし、必要であれば, 次式を利用してよい。 Asin wt =wcoswt, 4t ⊿coswt =-wsin wt At [C] 抵抗に流れる電流I と消費電力Pを考える。 p から抵抗を通って q に流れる電流の向 きを正とする。 記 (6) 時刻 t = to における辺 ab に流れる電流Iの向きを図1に矢印で示せ。 また電流Iに よってコイルが磁場からどのような向きの力を受けるか説明せよ。 (7) 消費電力の最大値 Pmax を1, B, w, R のうちから必要なものを用いて表せ。 また, P と wtの関係を 0≦wt2 の範囲でグラフに図示せよ。 [23 徳島大〕 (8)電流が磁場から受ける力 「FIBL」の向きは、フレミングの左手の法則より判断する。 2 (7)消費電力Pは, 「PIV=PR=」から適当な形の式を用いる。 〔A〕 (1) 辺abの速さひab は, コイルの回転半径が であるので,速さと角 2 速度の関係式 「v=rw」 より Vab 51=- (2) 時刻において,辺ab は水平から角度 wt 回転しているので 辺ab の磁 場に垂直な方向の速度成分 Vabi は図a より 上向きを正として Vabi = Dab COSWt=coswt と表される。 辺ab に生じる誘導起電力の大きさ | Vab|は, 「V=Bl」 より |Vab|=|Blvabi|=| 11=B1.12 cost=/12/Blacoswt| このとき,swt< ならば誘導起電力の向きはレンツの法則A より bが高電位となる向き ※Bである。 (3) 磁場を垂直に横切る辺は辺abと辺cdであり, これらの辺にのみ誘導起 電力が生じる。 辺cdについても 時刻に生じる誘導起電力の大きさを |Veal として求めると, 辺ab についての(1),(2)と同様になり <<-*A によっ くる磁 れた磁 B 公式カ 状 |V|=|Blucas|=|Bl-cos wt|=Bl³w|cos wt| 誘導書 Out < ならば誘導起電力の向きはレンツの法則よりdが高電位とな る向きである。 求め V=|Van|+|Vcal=12Blwlcoset|+1/2 よって Vab と Veaの誘導起電力の向きは同じ方向であるので, pq間に発 生する誘導起電力の大きさ Vは Blwcoswt|=Bl°ω\coswt| 〔B〕 (4) コイルの面積をSとする。 時刻において, コイルは水平から角 ・度回転しているので、 磁場に対して直角方向に射影したコイルの面積 Sは図bより S=S|sint|=|sinet| このとき、コイルを貫く磁束は、磁束の式 「Ø=BS」より, 0<wt<πで のコイルの向きに対してコイルを貫く磁束を正とすると =BS = Blsinat (5)(4)においてコイルに生じる誘導起電力 Vの大きさ|Vは,ファラデーの 電磁誘導の法則 「V=-N2」より 4t |V|=|-1×40 |=|_ A(BIªsinwt)|=|- BF²-- =l-Bl2wcoswtl=Blw\coswt|C Asin wt At ---

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物理 高校生

この問題って反時計回りに回ると上向きの磁場が増えるので、下向きの磁場を作り出そうとしないのですか?

用いて表せ。 た。 位置エネルギー E, を、それぞれ計算し、両者が等しくなることを示せ。 [21 新潟大] しているジュール熱P, と, コイルが単位時間当たりに失 130. 〈回転する導体棒に生じる誘導起電力〉 次の文中の空欄 ア~オに当てはまる式を書け。 また, 空欄 ac には当ては まる向きを図1の①~⑥の矢印の中から選べ。 図2には適切なグラフの概形をかけ。 図1のように、 鉛直上向きの磁束密度の大きさ B[T〕 の一様な磁場中に, 導線でできた点を中心とする半径 am〕 の円形コイルが水平に置かれている。 円形コイル の上には長さαの細い導体棒の一端Pがのせられ,導体 棒の他端は,点の位置で,磁場に平行な回転軸に取り つけられている。 導体棒 OP は点Oを中心として,端P が常に円形コイルと接触しながら, 水平面内でなめらか に回転することができ, そのときの導体棒と円形コイル の間の摩擦はないものとする。 回転軸も導体であり,回 転軸と円形コイルの間に抵抗値 R [Ω] の抵抗Rとスイ ッチSを接続している。 BL 0 ⑥ 円形のコイル 電場の強さ 回転軸 B 抵抗 R 図 1 スイッチS (N/C) 0 a 点 0からの距離(m) 図2 スイッチSを開いて,導体棒を点を中心として鉛直 上方から見て反時計回りに,一定の角速度 rad/s] で 回転させる。このとき導体棒OPの中点Qに位置する 導体棒中の電気量 -e [C] の電子が磁場から受ける力の 大きさは ア 〔N〕 で,その向きは図1の矢印 の向きである。この力は,導体棒中に生じる電場から電子が受ける力とつりあう。導体棒中 に生じる電場の強さは点0からの距離によって異なる。図 2 に OP 間の各点における電場 の強さのグラフを、横軸に点0からの距離をとり,縦軸を適切に定めてかけ。 a 次に,スイッチSを閉じて, 導体棒を点を中心として鉛直上方から見て反時計回りに、 一定の角速度で回転させる。 導体棒が磁場を横切ることにより OP 間に起電力が生じる。 この起電力の大きさはイ 〔V〕 で, 導体棒を流れる電流の向きは図1の矢印b の向 きである。このとき, 抵抗Rで消費される電力はウ 〔W〕 である。 導体棒に電流が流れ ることにより導体棒全体が磁場から受ける力は,大きさが エ [N] で、図1の矢印 [ [c の向きである。 磁場から受けるこの力のすべてが導体棒の中点Qにはたらくと考え ると,導体棒を一定の角速度で回転させるために必要な仕事率はオ 〔W〕 である。 C 〔15 同志社大〕 (図)

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理科 中学生

この問題の(1)と(2)が答えを見ても分かりません。電気の問題です 誰か教えてください!

p.83で復習 ■p. 80で復習 キャレンジ問題 の実験を行った。 あとの問いに答えなさい。 (千葉) 実験 1 図1 図2のように, 6.0Vの電圧を加えると1.5Aの電流 が流れる電熱線Aと, 発生する熱量が電熱線Aのである電熱線B ちょくれつかいろ へいれつかいろ に加わる電圧の大きさを測定した。 その後, 電圧計をつなぎかえ, 加える電圧を6.0Vにし, 回路に流れる電流の大きさと, 電熱線A を用いて, 直列回路と並列回路をつくった。 それぞれの回路全体に 電熱線Bに加わる電圧の大きさをそれぞれ測定した。 図1 図2 p. 80で復習 6.0 1.5k A 復習 A V 電熱線 A 電熱線 B 電熱線 A 電熱線 B A 6.0 V 6.0 V あたい 実験2 図2の回路の電熱線Bを,抵抗(電気抵抗)の値がわからない 電熱線Cにかえた。その回路全体に加える電圧を5.0Vにし,回路 に流れる電流の大きさと,それぞれの電熱線に加わる電圧の大きさ を測定すると,電流の大きさは, 1.5Aであった。 (1)実験1で,消費電力が最大となる電熱線はどれか。 また、消費電 力が最小となる電熱線はどれか。 次のア~エのうちからそれぞれ1 つずつ選び,記号を答えなさい。 チャレンジ問題 最大 (1) ア図1の回路の電熱線A イ図1の回路の電熱線B 最小 ウ 図2の回路の電熱線A エ図2の回路の電熱線B (2) (2)実験2で,電熱線Cの抵抗 (電気抵抗)の値は何Ωか。

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理科 中学生

中学2年生理科 電熱の問題です 大問2の(2)で、答えとしては電熱線Xと電熱線Yの上昇温度を比較してYがXの1.5倍ということで電力を求めるのですが、私はこの2つの上昇温度を比べればいいんじゃないか…など思いつきませんでした。 どういう認識を持てば、このような方法が思いつき... 続きを読む

電熱 電熱線が消費する電力は何Wか。 。 のとき、電熱線bに発生する熱量は,電熱線 a に発生した熱量の 電熱線a で, 2分間に消費される電力量は何Jか。 電熱線を8Ωの電熱線b に変えて,同様の実験を行った。こ 何倍になるか。 2 発泡ポリスチ レンのカップP, Q にそれぞれくみ置き の水を同量入れた後, 6V-6Wの表示の ある電熱線X, 表示 のない電熱線Yを用 いて図のような装置 電源装置 スイッチ ガラス棒 a 温度計- 水 D 電熱線Y- 電熱線 カップ Dカップ P をつくり,電源装置の電圧を6Vにして,1分ごとに水温を測定し ながら, 5分間電流を流した。 表は, 実験の結果をまとめたもので ある。ただし,電熱線以外の抵抗は考えないものとする。 時間 〔分〕 0 1 2 3 4 5 水温 [℃] カップP 20.0 20.8 21.6 22.4 23.2 24.0 カップQ 20.0 21.2 22.4 23.6 24.8 26.0 □(1) 実験で、5分間に電熱線Xから発生する熱量は何か。 _ (2) 実験の結果をもとに, 電熱線Yに電力の表示を書き入れるとす ると, 6V -何Wとするか。 (3)実験で、5分以降も電流を流し続けたとき,カップPの水が沸 騰し始めるまでには,電流を流し始めてから何分かかるか。ただ し始めてから5分以降も 水温が上昇する割合は

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