名問の森の質問です。 下の問題の(1)と(2)のcが全開の場合と、(3)のcがごくわずかに空いている場合の違いはなんですか？

164 熱 57 熱力学 図1のように、両側にピストン D, Eがついている円筒を, 熱をよ く通す壁Sで2つの部分A, B に 分ける。 円筒とピストンは断熱材 でできている。 Sには弁Cがつい ている。ピストンEをSに押しつ けてCを閉じ, Aの体積Vの部 分に絶対温度 Tの単原子分子の 理想気体n モルを入れておく。 以 下のどの間においても,この状態 から始めるものとする。 気体の比 熱比を 気体定数をRとする。 (1) Dを固定して, Bの体積がV になるまでEを引いて固定して ASB V, T D 図 1 A B V V 図2 A V-AV B 図3 E から,Cを全開にする。 平衡状態(図2)の気体の温度はいくらか。 (2)Dを固定し,Cを全開にしてから,Bの体積がVになるまでEを ゆっくり動かす。 終りの状態(図2)の気体の圧力と温度を求めよ。 (3)Bの体積が V になるまでE を引いて固定する。 Cをごくわずか に開けると同時に, Aの圧力が初めの圧力と等しい値に保たれるよ うにDを押してゆく。 その結果, Aの体積がV-AV になったとこ ろでBの圧力がAの圧力と等しくなった(図3)。この間に気体に なされた仕事を⊿Vを用いて表せ。 また, 終りの状態の気体の温度 (早稲田大) と⊿Vを求め, それぞれTVで表せ。

赤線引いたところってなんでそう分かるんですか？🙇‍♂️ 右のグラフを見て吸熱か放熱かパッとわかる考え方教えてください🙇‍♀️

ょう。 これ から 一定量の理想気体をピストン 5 のついた容器に閉じ込め、図 圧力 図10-23 のグラフのように圧力と体積を変化 B させた。 る。 B→Cの過程では,気体の温度を A→Bの過程では、気体の体積を一 定に保ったまま1500Jの熱量を加え A C 一定に保ったまま (1500Jの熱量を加え 0 → 体積 態まで戻し、外部から1000Jの仕事をされた。 る。 C→Aの過程では、気体の圧力を一定に保ったままピストンをAの状 このようなサイクルを描く熱機関の熱効率はいくらか。 た物 すな 化 てび 着目! P-V図を見てもわ 元流でかるように,このサイクルで 解く! 圧力 気体が熱を吸収する過程は、 A→BとB→Cです。 一方, C→Aは外か ら仕事をされ,温度も下がり、熱を放出 する過程です。 吸熱 吸熱 図10-24 END A そこで,熱効率の分母にくる気体の吸 収した熱量は, A→BとB→Cの2つの過 程で吸収した熱量を足せばよいですね。 放熱 → 体積 それを4Q吸収として, 4Q 吸収 =1500+1500 3000 〔J〕 次にこのサイクルで気体が外部にした正味の仕事を求めましょう。 A→Bは定積変化ですから、気体は外部に仕事をしません。 B→Cは等温変化ですので,気体の内部エネルギーの増加⊿Uは0です。 そこで,熱力学第1法則, 4Q=⊿U+PAV で, ⊿U=0ですから,

（4）についてでD→Aは気体が外部からされた仕事だと思ったのですが、なぜそのまま足すのでしょうか？ 解説お願いします🙇🏻‍♀️՞

63* なめらかに動くピストンをもったシリン ダーの中に1molの単原子分子気体が入れ られている。 図のように、 気体の状態を温 度 T〔K〕,体積Vo〔m〕の状態 A からゆっ くり変化させてA→B, B→CC→D, D →Aの過程を経て状態 Aにもどした。 A→B および C→D の過程では体積が一 定に保たれ, B→C および D→Aの過程で は体積は温度に対して直線的に変化してい る。 気体定数を R [J/ (mol・K)〕とする。 体積 〔m3〕 D Vo B 0 To T1 T2 温度 〔K〕 (1) A→Bの過程で気体が吸収した熱量は何か。 (2)状態Cでの気体の圧力は何N/m2 か。 (3) D→Aの過程で気体が外部へ放出した熱量は何か。 (4) A→B→C→D→Aの1サイクルをしたとき, 気体が外部へした仕事 は何Jか。 (5) この1サイクルの (熱) 効率eはいくらか。 (熊本大)

（5）が分からないので教えて頂きたいです。なぜ−3度の蒸気圧を足しているのかと、上と下の圧力を足し合わせていない理由が知りたいです。よろしくお願い致します。

8 温度 57℃において,分圧 0.800 × 105 Paのアルゴンと分圧 0.170 × 10 Paの水蒸気か らなる混合気体が入っている円柱状の容器 1~4 がある。 容器1~4に対して以下に示す 操作を行うものとして (1)~(5) に答えよ。 なお, 57℃での水の蒸気圧を0.170×105 Pa, 3℃での氷の蒸気圧 (昇華圧) を 0.00530x 105 Pa とする。 また, アルゴンはすべての 容器中で常に気体として存在する。 気体はすべて理想気体であるとし、 混合気体の全圧と各成分気体の圧力の間にはドル トンの分圧の法則が成立するものとする。 水および氷の体積は無視する。また,気体ア ルゴンの水あるいは氷への溶解も無視する。 各容器に対する操作 [容器1] 容器の体積一定のまま, 容器全体を90℃に保つ。 [容器2] 容器の体積一定のまま, 容器全体を-3℃に保つ。 [容器3] 容器内の温度を57℃に保ち、 容器の体積を半分にする。 [容器4] 容器の体積一定のまま, 容器の上半分を57℃に,下半分を-3℃に保つ。 (1)容器1に対する操作を行ったときの, 容器内の全圧 (Pa) を求めよ。 (2) 容器2に対する操作を行ったときの, 容器内の全圧 (Pa) を求めよ。 (3) 容器3に対する操作を行ったときの, 容器内の全圧 (Pa) を求めよ。 (4) 容器4に対する操作を行ったときの, 容器の上半分と下半分に存在するアルゴンの 原子数の比を求めよ。 (5) 容器4に対する操作を行ったときの, 容器内の全圧 (Pa) を求めよ。 277 90

この問題の2〜5番が分かりません。解説よろしくお願いします。

(3)蒸発さ 水ILに対してそれぞれ32mL, 16mL 溶けるものとし, 空気は酸素と窒素が体積比 素と窒素について、 次の問いに答えよ。 ただし, 20℃ で 1.013×10Paの酸素と窒素は、 71 気体の溶解 20℃で1.013×10 Paの空気で飽和させた水1Lに溶けて 1:4で混合した気体であるとする。 (1) 一般的に,溶媒に溶けにくい気体の場合,一定温度で一定量の溶媒に溶ける気体の質 量は,その気体の圧力に比例する。このことを,何の法則というか。 (2) 溶けている酸素と窒素の体積(それぞれの分圧での体積) は, それぞれ何mLか (3) 溶けている酸素と窒素の物質量の比はいくらか。 (4) 溶けている酸素と窒素の質量の比はいくらか。 (5) 一般的に,水に対する気体の溶解度は,温度が高くなるとどうなるか。

この問題の(1)で、圧力の釣り合いが理解できません😭力の矢印を書いた図を用いて教えて下さると嬉しいです🙇‍♀️

図のような,滑らかに動くピストンのついた断面積Sの容器 がある.容器はピストンを含め断熱壁でできている.容器の底 から,高さαのところに止め具Aがあり,ピストンがこれ以下 に下がらないようになっている.容器内に大気圧と等しい圧力 po, 絶対温度 To の単原子分子の理想気体が入れてある (この状 態を0とする). po 水 Po, To www C |B Ab 玉泉 止め具 Aから高さんの所にあるコックの付いた穴Bから水を コックの高さまで注ぎ, コックを閉める。 次に, 組み込んであ るヒーターから気体に熱をゆっくり加え、容器の上端℃までピストンで動かす. 穴Bから容 器の上端 Cまでの高さをcとする. 水の表面が容器の上端Cに達した後は、水は容器の外に あふれ出る. ピストンの質量および厚さを無視し、重力加速度の大きさをg 水の密度をと して、次の問いに答えよ. 解答は上に与えられた記号 a, b, c, S, Po, To, p, g のみを用い て表せ. (1)ピストンが動き始めるとき (この状態を1とする)の容器内の気体の圧力 p1, 絶対温度T1 定モル比熱 cy モル比熱 を求めよ. その気体の絶対温度と ピストンが

(5)の0.72×10^5paの出し方が分からないです。それと、(5)で水が飽和蒸気圧に達しているとわかったのは何故ですか？教えて頂きたいです。よろしくお願いします。

8 温度 57℃において,分圧 X10 らなる混合気体が入っている円柱状の容器 1~4 がある。 容器 1~4に対して以下に示す 操作を行うものとして (1)~(5) に答えよ。 なお, 57℃での水の蒸気圧を0.170×105 Pa, -3℃での氷の蒸気圧 (昇華圧) を0.00530×105 Pa とする。 また, アルゴンはすべての 容器中で常に気体として存在する。 気体はすべて理想気体であるとし、 混合気体の全圧と各成分気体の圧力の間にはドル トンの分圧の法則が成立するものとする。 水および氷の体積は無視する。 また, 気体ア ルゴンの水あるいは氷への溶解も無視する。 各容器に対する操作 [容器1] 容器の体積一定のまま, 容器全体を90℃に保つ。 [容器2] 容器の体積一定のまま, 容器全体を -3℃に保つ。 [3] 容器内の温度を57℃に保ち、 容器の体積を半分にする。 [容器4] 容器の体積一定のまま, 容器の上半分を57℃に下半分を-3℃に保つ。 (1)容器1に対する操作を行ったときの, 容器内の全圧 (Pa) を求めよ。 (2)容器2に対する操作を行ったときの、 容器内の全圧 (Pa) を求めよ。 (3)容器3に対する操作を行ったときの, 容器内の全圧 (Pa) を求めよ。 (4) 容器4に対する操作を行ったときの、 容器の上半分と下半分に存在するアルゴンの 原子数の比を求めよ。 (5)容器4に対する操作を行ったときの, 容器内の全圧 (Pa) を求めよ。 277 90

(1)は自力でやって見たんですけど(2.3)でつまづいてしまいました。ワーク見てもさっぱりですよろしくお願い致します🙏

次の文を読み、問い(問1~3)の答えとして最も適当なものを、それぞれの解 群から一つずつ選べ。 [解答番号 11 ~ 13 [] 図のように, なめらかに動く軽いピストンのついた。 断面積 0.030m²の円筒 容器がある。 円筒容器の底には温度調節器がついており、 円筒容器内に熱を与 えることができる。 ただし, 円筒容器の内と外との間で熱のやりとりはないも のとする。 この容器内に、 温度 0℃, 圧力 1.0×10 Paの理想気体 0.50mol を封じ たところ、 体積は1.13×10-2m² であった。 いま。 この気体の圧力を一定に保ちながら, 温度調節器によって, 気体に30 OJの熱量を与えたところ、 気体の温度は上昇し, ピストンが 0.040m移動した。 (m²) ① 40 ② 80 ③ 120 180 ⑤ 300 (Pa) (m) W = 5 問1 気体が外部にした仕事[J]はいくらか。 + W = PAV W=PAV 200 ⑥ 12102 [J] =120 ① 40 ② 80 ③ 120 ④ 180 (5) 200 ⑥ 300 10×10×0.0310×0.040 問2 気体の内部エネルギーの増加[J]はいくらか。 12 円筒容器 ピストン 温度調節器 問3 気体の温度の上昇 [℃]はいくらか。ただし、 気体の内部エネルギーの式を 用いてよい。 その際、 R-8.3J/mol・K を使うこと。 13 [C] [℃] ① 10 ② 15 ③ 21 ④ 25 ⑤ 29 ⑥ 33

高校物理の問題です。 本当にわからないです教えてください！！

必解 130 気体の変化 下図のように、ばねのついたなめらかに動くピストンのついたシリ ンダーの中に 0.10mol, 300Kの単原子分子の理想気体が入っている。 大気圧は1.0× 10Pa で, 初め, ばねは自然の長さであった。 気体に熱を加えると, ピストンが0.20m 動 いた。ピストンの断面積を1.0×10m², ばね定数を 500N/m. 気体定数を8.3J/(mol・K) とする。 (1) 熱を加えた後の気体の圧力、体積、絶対温度を求めよ。 (2) この変化について,縦軸に圧力が [Pa]をとり,横軸に体積 V[m〕をとったときのグラフを描け。 (3) 気体が外部にした仕事を求めよ。 (4) 気体の内部エネルギーの変化を求めよ。 (5) 気体に加えた熱量を求めよ。 ~100000000

(3)物質量比=体積比ではないのですか？

(3) 蒸発させた水の質量は何gか。 71 気体の溶解 20℃で1.013×10Paの空気で飽和させた水1Lに溶けている酸 素と窒素について,次の問いに答えよ。 ただし, 20℃で1.013×10Paの酸素と窒素は、 水1Lに対してそれぞれ32mL. 16mL溶けるものとし、空気は酸素と窒素が体積比 1:4で混合した気体であるとする。 (1) 一般的に,溶媒に溶けにくい気体の場合、一定温度で一定量の溶媒に溶ける気体の質 量は, その気体の圧力に比例する。 このことを、何の法則というか。 (2) 溶けている酸素と窒素の体積(それぞれの分圧での体積) は, それぞれ何mL か。 (3) 溶けている酸素と窒素の物質量の比はいくらか。 (4) 溶けている酸素と窒素の質量の比はいくらか。 (5) 一般的に, 水に対する気体の溶解度は, 温度が高くなるとどうなるか。