物理の熱力学についての質問です。図11-6のIでは圧力がp0となっています。でも単原子分子の理想気体を封入する前もピストンはSの位置で不動、つまり、理想気体を封入する前に存在した気体の圧力はp0であったということになると思います。そうすると、理想気体の圧力がp0であるから、... 続きを読む

出題パターン 39 ばねつきピストン 断面積がSのシリンダーが鉛直に立ててある。 ピ ストンとシリンダーの底とは自然長がんのばねで 結ばれている。 またシリンダーの底から測って高さん ピストンw の位置にストッパーsがある。このシリンダー内に, ある量の単原子分子の理想気体を, その圧力が大気圧 ばね× と同じp になるまで封入した。 このときピストン はストッパーsの位置にあり、 絶対温度は T であっ た (状態Ⅰ)。 次に封入気体をゆっくりと加熱したところ, 温度が2T となったところ でピストンは上昇を始めた (状態ⅡI)。 さらに加熱したところ, 温度が6T となったときピストンは h だけ上昇した (状態Ⅲ)。 (1) ピストンの質量を求めよ。 重力加速度の大きさを g とする。 (2)状態Ⅰから状態Ⅱまで気体のした仕事を po, S, hで示せ。 (3)状態Ⅰから状態Ⅲまでに加えられた熱量を po, S, んで示 解答のポイント! ばねの伸びと圧力の増加分は比例するので,Ⅱ→Ⅲのか-Vグラフは直線。 解法 (1)~(3) 熱力学の解法3ステップで解く。 状態 I : po・Sh=nl Ⅱ:pSh=n_ Ⅲ: pa S.. 2 ①②をた ⑦を④に代 ① ③を辺 ⑧ ⑨を⑤ STEP2 ↑ 4po 2pol po 0 STEP STEP1 各状態のp, Vn.Tを図示する。ピストンWの質量を M, ばね 定数をとする。 AU= I I III 大気圧 PS4 k ←I PIS 上昇し Po n eeeeee 24 Sh 126 漆原の物理 熱力学 (定 はじめる = (N-POS Mg P1 n heeeeee pos (T Sh 43250 Mgd II- 2T 6T Iから 伸び 1/ h W 図 11-6 lom] [-w +5-1x( Q

(3)を教えてください！！！🙌 問題文に「はじめにおもりが持っていた位置エネルギーが、水の熱エネルギーになる」 と書いてあるのに、おもりが下降したとき水が得た熱量は⒉9×10^2より少なくなるのでしょうか。 教えていただきたいですよろしくお願いします

ルギー (教科書p.116~129) 番( ) 得点 ⑤ 図のように, 外部と断熱されている熱量計に水を入れ, そ の中に水をかきまわすための羽根車を取りつける。 2個の おもりが下がると羽根車が回転し, 水がかきまわされる。 このとき, はじめにおもりがもっていた位置エネルギーが、 水の熱エネルギーになると考えられる。 熱量計の熱容量は 84J/K, 水の質量は 120g, 1個のおもりの質量は 5.0kg であった。 2 個のお もりを静かに 3.0m 下降さ せたとき、熱量計と水の温 度は0.50℃上昇した。 重力 加速度の大きさを 9.8m/s2 とする 20点/各5点) 熱量計 おもり 3.0m 3.0m 羽根車 水 (1) おもりが 3.0m 下降した位置を基準とし、下降する前 に2個のおもりがもっていた、重力による位置エネルギ 一の和を求めよ。 20 (2) おもりが下降したとき, 熱量計が得た熱量を求めよ。 (3) おもりが下降したとき, 水が得た熱量を求めよ。 (4) 水の比熱を求めよ。 3 2.9×102J 2.5×102J 2 4 42J 4.2J/(g⚫K)

有効数字に着いて質問で、問題文の中で有効数字が2桁とか3桁あり統一されてない時はどれに合わせるといいのでしょうか。 教えてください 有効数字の小さな桁数に合わせると思っていたのですが、、、？

A 0 ①発展例題15 電流による発熱 発展問題 246 銅の容器と銅のかき混ぜ棒の質量の合計が1.5×102gの熱 量計に,1.5×102gの水が入っている。この中にニクロム線 を入れ、全体の温度が20.0℃と一様になったとき, 6.0Vの 電圧で1.0Aの電流を10分間流した。 熱量計と水の温度は何 ℃になるか。ただし, 銅の比熱を 0.39J/ (g・K), 水の比熱を 4.2J/ (gK) とする。 また, 熱量計と外部との間に熱の出入 りはなく、ニクロム線と温度計の熱容量は無視できるとする。 指針 熱量計と水の得た熱量は, ニクロム 線で発生するジュール熱 Q [J] に等しい。 ジュー ルの法則 「Q=VIt」 の式から, ジュール熱を計算 する。 また, 熱量計と水の熱容量を C[J/K], 温 度上昇を⊿T〔K〕 とすると, Q=CAT」の関係が あり,これから,温度上昇を求める。 ■解説 ニクロム線で発生するジュール熱 Q[J]は, Q = 6.0×1.0×(10×60)=3.6×10° J 熱量計と水をあわせた熱容量 C [J/K] は, 温度計 k6.0V→かき混 1.0A ぜ棒 [000000 熱量計 C=(1.5×102) ×0.39+ (1.5×102) ×4.2 =0.58×102+6.3×102=6.88×102J/K 水の温度上昇 4T[K] は, 「Q=CAT」 から, 3.6×103 Q C 6.88×102 AT= 9 熱量計と水の温度上昇は5.23℃であり, 両者の温 度は, 20.0+5.23=25.23℃ =5.23K したがって, 25.2℃となる。 て熱

なぜこの①と②の式がイコールでつなげられるのかわからないので解説お願いします🙇🏻‍♀️

31 熱効率 ある船の主機関は, 重油を燃料とする最大仕事率 2520kW のディーゼル機関である。この船 を全速力で1時間運航するには,何kgの重油が必要か。 ただし、重油 1kg の発熱量は4.2×10 J. 熱効率は 40% とする。 4 0 0 0 0 0 0

（2）についてなのですが、この問題では氷1gの時のことを問われているので、2枚目の解説の式からまた100を割る必要はないのですか？ 解説お願いします

(2) 82.水の状態変化 る。加熱の割合は毎秒420Jである。 次の問いに有効数字2桁で 答えよ。 図は40℃の氷100gに一定の熱量 を加え続けたときの状態の変化と温度の関係を表したものであ 140 100 温度 (1) 氷, 水および水蒸気の比熱c [J/ (g・K)] をそれぞれ求めよ。 (2)0℃の氷1g が同じ温度の水に変わるのに必要な熱量 (融解熱) [g] [J/g] を求めよ。 (3) 例題28 (°C) 水と水蒸気 水蒸気 0 水 氷と水 -40 0 20 100 200 740 760 加熱時間(s) (3)100℃の水1gが同じ温度の水蒸気に変わるのに必要な熱量 (蒸発熱) q2 [J/g] を求めよ。 れた量Q[J] 水

問5について質問です。 解説の赤い線のところはなんの質量を表しているのですか？

54 基質量 110gの銅製の熱量計に水 50gを入れて温度を測ると 20℃ であった。そこへ80℃の高温の水 30gを加えたところ,全体の温度が 40℃になった。水の比熱を4.2J/ (g・K) とし, 外部との熱の出入りは ないものとする。 問1 高温の水が失った熱量 Q は (1)J 問2 熱量計の熱容量 C は (2)J/K となる。 問3 問2より銅の比熱 C1 は (3) J/(g・K) となる。 問4 全体の温度を40℃から50℃にしたい場合, 80℃の高温の水を さらに (4)加えればよいことになる。 問5 全体の温度が50℃となった問4の状態で,さらにこの中へ 100℃ に加熱された質量 400gの金属球を入れたとき, 全体の温度 が 60℃となった。 この金属球の比熱 c2 は (5) J/(g・K) となる。 (大阪産大)

これらの問題について解説して頂きたいです。

[2] 2原子分子理想n [mol] に対して, 右のpV図の過程をくり返して状態を変化させた. 状態変化 B→C は断熱過程とし, 閉曲線A→B→C→Aを1サイクルとする(a+1)p 熱平衡状態 A の温度を T[K]とし、 気体定数を R [J/(mol K)] とする. 右図の温度帯での気体の内部エネルギーはU==nRTで与えられる. (1) 状態 B,C における温度 TB, Tc[K] をそれぞれ導出せよ. B P A 体積 C 0 V (β + 1)V (2) 1サイクルで気体が吸収する熱量 AQin [J] および 放出する熱量 AQout ] を導出し、 n,R,T で表せ。 (3) 熱効率を求めよ. (図のような熱機関は "Lenoir サイクル” と呼ばれる. )

この問題の2枚目の写真にあるQの問題についてなのですが、なぜsin型と分かるのですか？(なぜcos型ではないのかというのが分からないのではなく、なぜ三角関数の形で表せるのかがわからないです)回答よろしくお願いしますm(_ _)m

内部抵抗がで起電力Eの 電池,抵抗値の抵抗, 電気容 量Cのコンデンサー 自己イン ダクタンスのコイルおよび スイッチS~S4を使って図の ような回路をつくった。 b点を 接地し,その電位を0とする。 A スイッチ S1 と S4 を開き, 電池 S₁ a R C 0 b S2とSを閉じて十分に時間がたった後に,Sを閉じた。 この直後にコンデンサーに流れる電流はいくらか。 S S₁ コンデンサーの極板間の電位差がVになった瞬間に,コンデ ンサーに流れている電流はいくらか。 BAでコンデンサーを充電し終った後に, スイッチ S1 を開いた。 (3)この直後、コンデンサーの電気量はいくらか。 また, R を流れ る電流はいくらか。 その後,抵抗 R で発生する熱量はいくらか。 C スイッチ S2 と S4 を開き, St と S3 を閉じてコンデンサーを充電 た後に,S1 を開き、続いて S4 を閉じた。 S4を閉じた後,a点の電位がはじめて最低値に達するまでの時 間はいくらか。 また, a点の電位の最低値と電流の最大値はいく らか。 D スイッチS2を開き, S1 と S と S4 を閉じて十分に時間がたった S を開く。 (6) S1を開く直前のコンデンサーの電気量はいくらか。 また, S1 を開いた後のコンデンサーの電気量の最大値はいくらか。 (センター試験+九州大) Level (1)

空欄ウの答えがE1ーE2になる理由がよくわかりません。 反応エンタルピー自体は解答のように表せるのはわかります。しかし、今回の反応エンタルピーは発熱由来であるため負の値になるはずですよね。だから大きさを答えるならE2ーE1になるのではないかと思うんです。よろしくお願いします... 続きを読む

必 95. 〈反応の進み方とエネルギー〉 化学反応が起こるときには,反応物はエネルギーの高い遷移状態 (活性化状態) を経て 生成物に変わる。この遷移状態にするために必要な最小のエネルギーを活性化エネルギ ーという。 右図は,可逆反応 A + B C の進行に伴うエ ネルギー変化を表している。 正反応 A + B 遷移状態 E3 C における活性化エネルギーの大きさは(ア)で表され, 逆反応 CA + B における活性化エネルギーのギ 大きさは(イ)で表される。このとき,正反応は A+B A E2 EE (あ) 反応であり,反応エンタルピーの大きさは E₁ 反応の進行度 (ウ)で表される。 (1) 空欄(ア)~(ウ)のそれぞれに入る値を E1, E2, E3 を用いた式により記せ。 (2) 空欄(あ)に入る適切な語句として, 発熱と吸熱のいずれかを記せ。 (3) 化合物 AとBから化合物Cが生じる反応において, AとBの初期濃度を変えて反応 初期におけるCの生成速度を求めると, 以下の表のようになった。 実験 Aの初期濃度 B の初期濃度反応初期のCの生成速度 [mol/L] [mol/L] [mol/(L.s)] 1 0.10 0.10 2.0×10-3 2 0.10 0.20 4.0×10 -3 3 0.40 0.10 3.2×10-2 この反応の反応速度式がv=k [A][B] の形で表されるとして, (i)x および (ii)y の値を整数で記せ。 また, (ii) の値を有効数字2桁で単位をつけて記せ。 (4) 触媒がもつ一般的な性質に関する以下の a~dの記述から,正しいものをすべて選 べ。

(１)の問題で左辺の左のカッコにCを足す理由が分かりません。140×4.2でCになるのではないんですか？

例題 27 熱量の保存 78,79,80 解説動画 (1)図1のように,この中へ 47℃の水40g を追加したと 熱量計の中へ 140gの水を入れたとき, 容器も水も一様に温度が27℃になった。 ころ、全体の温度が31℃になった。 容器の熱容量 C は何J/K か。 水の比熱を4.2J/(g・K) とする。 (2) さらにこの中へ、 図2のように, 100℃に熱した150g の金属球を入れてかきまぜたところ, 全体の温度が 40℃になった。 金属球の比熱 cは何J/ (g・K) か。 150g 100°C 140g 180g 140g 47°C 31°C 図2 27°C 図 1 指針「高温物体が失った熱量=低温物体が得た熱量」すなわち, 熱量の保存の式をつくる。 答 (1) 熱量の保存によって 40×4.2×(47-31) =(140×4.2+C)×(31-27) これを解いて C=84J/K (2) 熱量の保存によって 150xc✕ (100-40) ={(140+40)×4.2+84}×(40-31) これを解いて c=0.84J/(g・K) IPOINT 熱量の保存 高温物体が失う熱量=低温物体が得る熱量