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解答
2024年度
解説
芝浦工業大
芝浦工
と表
《熱機関のサイクル》
(イ)状態方程式より
PV=nRT
V= nRT
P
となるのでこれとPV =一定の関係から
とな
であ
W20
前期日程
物理
nRT
=
nとRは一定であるから
5
P-T=-
PT=
求める仕事を Wi とする。 状態 I から状態Ⅱは断熱変化であるため、
理想気体に出入りする熱量は0である。また,このときの理想気体の内部
3
エネルギーの変化は、12/2nR(ToT)である。 熱力学第一法則より
3
状態Ⅰ→Ⅱ:0=-
0= nR (T-T.) + W₁
9
Wi= -nRTo
とな
れま
る
(ハ)求める温度をT とし,状態 I, II での理想気体の圧力をそれぞれ R
P2 とする。 (イ)で導いた関係式を適用すると
P.T. = P(+) P=2°P
J
となる。 状態Ⅱから状態Ⅲにおいて, ピストンにはたらく力は常につり合
っているため、理想気体の圧力はP2で一定である。 状態方程式は
状態Ⅰ:Pi (Sh)=nRT
...... ①
状態Ⅲ:P2(Sh) =nRT
......②
となり,② ① より
P2 T3
P1 To
P2
T3=T=
P2
1
F
T
D
とあ
るス