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物理 高校生

物理の熱効率についてです。 写真の問題の(4)の熱効率を求める時に、公式が e=(Qin-Qout)/Qin=W’/Qin となるのはわかるんですが何がQinで何がQoutで何がW’なのかがよくわからなくて、結果的になぜ赤ででかこってるように公式に代入されるのかがわかり... 続きを読む

例題4 気体の状態変化・熱効率 (Pa) B 2p 単原子分子理想気体" [mol] に対して,図男[] の3つの過程をくり返して状態をゆっくり 変化させた状態Aの気体の温度を T[K],気体定数を R[J/ (mol・K)] とする。 BCは等温変化であり,その際,気体 は外部から1.4nRT [J]の熱量を吸収した。 次の各量をn, R, T を用いて表せ。 (1) 状態 B の温度 TB [K] A C 0 V 2V 体積(m²) (2)A→Bで,気体がされた仕事 WAB [J] と気体が吸収した熱量 QAB [J] (3)CAで,気体がされた仕事 WcA[J] と気体が吸収した熱量 Qca[J] (4) このサイクルを熱機関とみなしたときの熱効率e(有効数字2桁) p.439 指針 ABは定積変化, BCは等温変化, CAは定圧変化である。 (1)ボイル・シャルルの法則 (p.110 (6)式) より TB = 2T[K] (2)ABは定積変化であるから WAB=0J, QAB = 4UAB 3 = nRT [J] 15 2 (3)C→Aは定圧変化であるから,状態Aでの状態方程式 V = nRT を 用いると,気体が外部にした仕事 WcA' [J] は Wca'=p(V-2V)=-pV=-nRT よって,気体がされた仕事は WCA=-WcA'=nRT [J] また,気体が吸収した熱量は, 熱力学第一法則 (p.122 (25) 式)より 5 QCA=4UCA - WCA == 12/23nRT-nRT=-1/2nRT[J] 2 (4)BCは等温変化であるから, 気体が外部にした仕事 WBc'[J] は WBc'=QBc=1.4nRT[J] よって,熱効率の式「e=W' -」 (p.135(47) 式) より Qin e= WAB' + WBc' + WCA' QAB + QBC = 0+1.4nRT- nRT 4 (3/2)nRT +1.4nRT ≒ 0.14 29 類題4単原子分子理想気体に対して、図の4つの 過程をくり返して状態を変化させた。 この (Pa) サイクルを熱機関とみなし カ B

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物理 高校生

RT0はP0V0と書いても丸になりますか?

24 0 ふる あ 発展例題28 Vグラフと熱効率 単原子分子からなる理想気体1mol をシリンダー内に密 閉し、図のように,圧力と体積VをA→B→C→D→Aの2 順に変化させた。 Aの絶対温度を To, 気体定数をRとする。 (1)この過程で気体がした仕事の和W'はいくらか。 発展問題 328 BC Do A D (2) AB, およびB→Cの過程で,気体が吸収した熱はそ 0 Vo 2V V 0 れぞれいくらか。 (3)この過程を熱機関とみなし, 有効数字を2桁として熱効率を求めよ。 指針 気体が外部と仕事のやりとりをする 過程は,体積に増減が生じたときであり,B→C, D→Aである。 なお,熱効率は,高温熱源から得 た熱に対する仕事の割合である。 Q1 は,定積モル比熱 「Cv=3R/2」 を用いて Q=nCvAT=1×122×(2T-T)=22RT 3 V B→Cは定圧変化である。 気体が吸収した熱量 TA 解説 (1) DAでは, 気体がする仕事 は負になるので, 整理 W'=2po (2Vo-Vo-po (2Vo-Vo)=poVo (2) B, C, D の温度 TB, Tc, TD は,Aとそれ ぞれボイル・シャルルの法則の式を立てると, povo 2po Vo po Vo 2po.2 Vo = To TB To Tc DoVo To Po.2Vo TD TB=2To, Tc=4To, Tp=2To A→Bは定積変化である。 気体が吸収した熱量 Q2は,定圧モル比熱 「Cp=5R/2」 を用いて Q₂=nC₂4T=1׳R×(4T,−2T₁)=5RT, (3)TcTp, T, Ta から, C→D, D→Aで はいずれも熱を放出している。 したがって, W povo Q1 + Q2 (3RT/2)+5RT 熱効率e は, e= Aにおける気体の状態方程式poV=RT から, e= po Vo 13RT/2 DoVo 13po Vo/2 = 2 13 = 0.153 0.15 327 明照

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理科 中学生

(3)についてなのですが、答えがイになっています。 解説を見たところ、「生じる塩化ナトリウムは電離したままだから」と記載されておりました。 なぜ電離したままなのですか? 教えてください〜🙇

理科 ン 20m < 実験 > ア 図1のように,試験管 A~Eにそれぞれ3.0cm のうすい塩酸を入れた。 それぞれの試験管に, 少 量の緑色のBTB溶液を 入れてふり混ぜた。 この 結果 すべての試験管の 水溶液は黄色になった。 イ 試験管B~Eにう すい水酸化ナトリウ ム水溶液をこまごめ ピペットで加え、ふ り混ぜた。 表は,そ れぞれの試験管に加 えた水酸化ナトリウ ム水溶液の体積をま とめたものである。 図1 A B 加えた水酸化ナトリウ 試験管 ム水溶液の体積 [cm] A B-C DE U 1.5 3.0 4.5 6.0 日 コ この結果, 試験管Cの水溶液の色は緑色になった。 ウイの後, 試験管A~Eの試験管の水溶液に小さく切っ たマグネシウムリボンを入れた。この結果、 いくつか の試験管から気体が発生した。 (1) 塩酸に水酸化ナトリウム水溶液を加えたときの反応 を化学反応式で書きなさい。 (2) 基本 次の文は,イにおける試験管BEの水溶 液中のイオンについて説明したものである。 文中の空欄 ( X ), (Y)に適切なことばを書きなさい。 試験管B~Eの水溶液では,塩酸の水素イオンと 水酸化ナトリウム水溶液の ( X )イオンが結びついて したがいの性質を打ち消しあう。 この反応を(Y)という。 (3)図2は,アにおける試験管Bの水溶液のようすを水 以外について粒子のモデルで表したものである。これを 参考に,イにおける試験管Bの水溶液のようすを表した 図として最も適切なものを,次のア~エから1つ選び、 記号で答えなさい。なお, ナトリウム原子を塩素原 子を○,水素原子を◎として表している。また,イオン になっている場合は,帯びている電気をモデルの右上に +, -をつけて表している。 図2 ア I (4) ウにおいて,気体が発生する試験管はどれか。 試験管 A〜Eからすべて選び、記号で答えなさい。 5) よく出る 実験で使ったも のと同じ塩酸 図3

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物理 高校生

高校物理の問題です。 (4)の問題で、私は熱力学第一法則を用いて求めようとしましたが答えが合わなくて困っています。 どこが正しくないのか指摘をお願いいたします。

42 1* なめらかに動く質量 M 〔kg〕のピストン を備えた断面積S 〔m〕の容器がある。こ れらは断熱材で作られていて,ヒーターに 電流を流すことにより, 容器内の気体を加 熱することができる。 ヒーターの体積,熱 容量は小さく,無視できる。 容器は鉛直に 保たれていて,内部には単原子分子の理想 気体がn [mol] 入っている。 気体定数をR [J/mol・K〕, 大気圧を Po〔N/m²〕, 重力加 速度をg 〔m/s2〕とする。 ピストン HP 図1 図2 (1) 最初, ヒーターに電流を流さない状態では,図1のように, ピスト ンの下面は容器の底から距離 [m] の位置にあった。 このときの気体 の温度はどれだけか。 (2)次に,ヒーターで加熱したら,ピストンは最初の位置より 12/27 上昇 した。 気体の温度は(1)の何倍になっているか。 また, ヒーターで発生 したジュール熱はどれだけか。 (1)の状態で,容器の上下を反対にして鉛直にし、気体の温度を(1)の 温度と同じに保ったら、 図2のように, ピストンの上面は容器の底か 41の位置で静止した。ピストンの質量 M を他の量で表せ。 (4)この状態で,ヒーターにより, (2) におけるジュール熱の1だけの 熱を加えたら、ピストンの上面は容器の底からどれだけの距離のとこ ろで静止するか。 0168-A (名城大)

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化学 高校生

化学の問題です。 (4)の問題の意味と答えの導き方がわかりません。 教えていただきたいです。 答えは104.5度です。

第1問 次の文章を読み、以下の問いに答えよ。答えの有効数字は3桁とする。 or 原子は直径が 10-10m程度の粒子であり, 1個の 取り巻くいくつかの電子から構成される。 (a) (a) は陽子と 陽子の数と (b) の数の和を (c) という。 同一の原子番号で 問1. が 異なる原子を互いに (d) と呼び,同一の元素からなる単体で性質の異なる物質 を互いに (e) と呼ぶ。 (a) (e) と に適切な語句を記入せよ。 (a) の周りを (b) からなり, 問2. 原子 A の原子番号は8で,図1に下矢印 (↓)で示した。 分子 M は,1つの 原子Aと2つの水素原子Hからなる分子であり,① 液体の分子 M の生成熱は 286 kJ/mol である。 T (1) 図1の縦軸は,原子の性質を示す数や量を表している。縦軸を表す (i), (Ⅱ) (iii) に最も適切な語句をア~クから選んでその記号を解答欄に記入 せよ。 ア 電子数 イ 価電子数 次に、第一イオン化エネルギー (kJ/mol) ウ 原子半径 (nm) オ 単体の沸点 (℃) カ 単体の密度(g/cm²) キ 単体の融点(℃)ク 電子親和力(kJ/mol) (2) 分子 M を表す電子式を記せ。 (3) 分子 M内に形成されるH-A間の結合として最も適切なものを以下から 選んで解答欄に記入せよ。

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