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化学 大学生・専門学校生・社会人

(3)(4)がわかりません

で一定に保ったまま kPaった。 合気体に気火花をさせたのち、容器のを 27°すると. とき 生成した水の % がしてい 容器はCkPa となった る。(H100.R=8.31×10 1.01×1051760mm K・mol). A:(70.4.0 30 (エ) 97.3730 (ア) 35 36 (エ) 70 (オ) (ア) 18 24 (エ) 30 95 324 物質の二 60. 連結球 気体の燃焼〉 に最も適 るものを,それぞれ下から選べ。 片側を閉したいガラス管の内部を水で満たし銀だめの中で倒立させた。 この水銀柱の異空部水蒸気で飽和させると、1気において, 水銀柱の高さ は 730mm であった。 270における水の飽和圧は (AkPaである。 27℃で、水素が圧力30 Paで詰められた耐性容 各積2,酸素が圧力 で詰められた耐圧容 3.0L) カコックスで連結されている。温度を 容積 を開けての気体をすると、気体の全圧 33 べてなくなった)ところでピストンを止めた (状態II)。その後,さらにピストンへの圧 力を下げた状態Ⅲ)。 飽和水蒸気圧は図2に示すように変化し, 60℃においては 0.20 × 10 Paである。 容器内の液体の体積は無視できるものとして,(1)~(4)に答えよ。 ただし、水素は水に溶解しないものとする。 (1),(3)の答えは有効数字2桁で記せ。 (R=8.3×10 Pa・L/(K・mol)) ピストン 飽和水蒸気圧 [×10Pa] 1.00- 0.90- 0.80- 0.70- 0.60- 0.50- 0.40- 0.30- 0.20- 0.10- 0.00- 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90100 温度 [℃] 図2 気体、 液体 状態 I 状態ⅡI 状態Ⅲ 図1 DO 25 350 (オ)6775 ( 100 [17田大 改] 結球と体の圧力> 気体は を扱い 17°C 7°C 連結部分およ 1.0,C=1, N-140=16) AR=8.31×10° Pa・L/(m・K), 飽和水蒸気圧 とする。 また、 (1) 状態 I における容器内の体積を求めよ。 思考 (2) 状態 Iにおける容器内の体積を固定したまま、温度を上げた。 容器内の水がすべて 水蒸気に変化する温度 (液体の水がすべてなくなる温度)は,次の(a)~(e) のどの温度範 囲に含まれるか。 最も適当なものを一つ選べ。 (a) 60~70°C (b) 70-80°C (c) 80-90°C (3) 状態Ⅱにおける容器内の体積を求めよ。 (d)90~100℃ (e) 100℃以上 (4) 状態Ⅰから状態Ⅲへの変化によって, 容器内の圧力Pと体積Vの関係はどのよう に変化するか。 最も適当な図を次の (a)~(e)から一つ選べ。 天体の水の ものとす (a) V に示して で各にメタン32 いて、コックをしたれ には空気 コック A 容器 B (b) + II (c) (d) (e) Ⅱ 20% 11.52 れた。 30.0(L) に保ったを開き、 時間が経 容器内の人 燃焼 A, 器 P →P [19 防衛医大 〕 にした。この容器内の [Pa〕 を求めよ。 生成した 存在 のとする。 さらに を開いたまま 063 〈理想気体と実在気体〉 「このとき,①容 内を 在する液体の水の物質量 [mol] を求めよ。 に存在する水蒸気 [mo 量 容器B内を17 よび ②容器内に存 保っ 以下の文中の空欄 に入る当を語を記せ。 62. 〈混合気体の体積〉 [14 京都府医大 改〕 実在気体の理想体からのを指して れる。ここではhp (Parは体積 P の値がよく用 PT) はK)であ 物質量(mol 図1に示すような体積と温度を自由に変えることのできるピストン付き容器に 0.15molの水素と0.20molの水を入れ, 温度を60℃に保ち、ピストンに0.50×105 Pa の圧力をかけた。このとき,水は一部液体であった(状態Ⅰ)。 温度を一定に保ったまま, ピストンへの圧力をゆっくり下げ, 容器内の水がすべて水蒸気になった (液体の水がす とかが一定の条件 Z値の力依存 多くの実在気体では、Pを 俺から大きく と、乙はからんするさらにPを大き やがて するの値が いる 大きくしたときと するの エ ウ が現れるた が強 れるためで 名古

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物理 高校生

この問題の問4、問5が分かりません。 答えと解説、両方ともお願いしたいです。

2 軽くてなめらかに動くことのできるピストンの付いたシリンダーを考える。 以下の問いに答え よ。 なお、解答用紙には答えに至る説明あるいは計算過程も記述せよ。 ( 60点 ) 問1.はじめはピストンが固定され、図のようにシリンダー内が薄い仕切り板により体積 1/3V[m²) および 1/2 V[m])に区切られているものとする。 体積 1/32V[m]の部分には温度 [K] 圧力 3P [Pa〕の単原子分子理想気体が入れられており,もう一方の部分は真空状態になっている。 この状態から内部の気体がピストンの外に出ないように仕切り板を静かに取り外し、 十分時 間が経った後の状態を状態 A とする。 状態 A の気体の圧力を求め, V, TP のうち必要な ものを用いて表せ。なお、この過程においてシリンダー内の気体は断熱状態に置かれている ものとする。 3P'v=Q+ 3 13 3 3P. T 真空 E PV 状態 Aの気体に対して,ピストンを固定したまま熱量 Q, [J] を加えたところ、 気体の圧力が上 昇した。 この状態を状態Bとする。 次に, 状態Bからピストンの固定を外し、 気体の温度を一定 に保ったまま, 気体の体積が2V[m²〕になるまでゆっくりと膨張させた。 気体が膨張した後の状 態を状態C とする。 ここで状態Cの圧力は状態 Aの圧力よりも大きかった。 その後,状態Cか ら気体の体積を保ったまま、 気体の圧力を状態 Aと同じにした。 この状態を状態Dとする。 最 後に,状態Dから気体の圧力を保ったまま、 気体の体積を状態 Aの体積まで圧縮した。 問2. 状態 B の気体の圧力を求め, V, P, Q」 を用いて表せ。 問3. 状態Cの気体の圧力を求め, V, P, Q を用いて表せ。 問4. A→B→C→D→Aの一連の過程を熱機関のサイクルとみなしたとき,このサイクルに おいて気体が外部に対して正負にかかわらずゼロではない仕事をした過程はどこか。 対応す る過程を下記の(a)~(d)から全て選択し, 解答欄の所定の場所に記入せよ。 また, 過程B→C において気体に加えられた熱量を Q2[J]としたとき, サイクル全体で気体が外部にした仕事 の総和を求め,V, P. Q2 を用いて表せ。 (a) A-B (b) B-C +Q 2V (c) C-D (d) D-A 7. 問5. 問4のサイクルにおける熱効率を求め, V, P. Q, Q2 を用いて表せ。 ご PV @a,+PV. 3 2 Q,+P EV

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物理 高校生

【物理記述の仕方】 新しく自分で文字を置くときに二枚目の写真のように細かく説明しなくても三枚目の写真のように図に記入すれば大丈夫ですよね?体積や圧力をV,Pを使って置いてるのでイレギュラーな文字の置き方しない限りは説明入りませんよね?💦

図のように両端を密閉したシリンダーが, なめら 19 かに動くピストンで2つの部分A, B に分けられて おり,それぞれに単原子分子理想気体が1 [mol] ず つ入れられている。 シリンダーの右端は熱を通しやすい材 A B 料で作られているが, それ以外はシリンダーもピストンも断熱材で作られている。は じめの状態では, A, B 内の気体の体積は等しく, 温度はともに To [K] であった。次 に, 右端からB内の気体をゆっくりと熱したところ, ピストンは左向きに移動し, 最終 的にA内の気体の体積はもとの半分になり, 温度は T1 [K] になった。 気体定数を R[J/(mol・K)] として,以下の問いに答えよ。 (1)この変化の過程で,A内の気体が受けた仕事は何〔J〕 か。 (2) 変化後のA内の気体の圧力は最初の状態の何倍になったか。 (3) 変化後のB内の気体の温度は何〔K] になったか。 (4) この変化の過程で, B内の気体が外部から吸収した熱量は何 [J] か。 ( 京都府大)

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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。

未解決 回答数: 1