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物理 高校生

物理の熱力学の問題です。 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします

68 第2章 熱と気体 *** 50 16分・8点】 基 TXXXO お茶の冷まし方について考えよう。 問1 次の文章中の空欄 1 2 に入れる記号として正しいものを一つずつ 選べ きゅうす 急須に入った熱いお茶を, 二つの湯飲みを用いて冷ましたい。 ただし、二つの湯 飲みは初め室温にあり, 同じ熱容量をもつものとする。 次の二つの方法を比べてみ よう。 方法A: 図1のように, 全量を一つ目の湯飲みに入れたあと, 二つ目の湯飲みに 移す。 方法B: 図2のように, 全量を二つの湯飲みに均等にわけたあと, 一つの湯飲み にまとめる。 方法Aで一つ目の湯飲みが受け取った熱量Q と, 方法Bで空になった湯飲みが受 け取った熱量の関係は, QA 1 QBであり, 方法Aで冷ましたお茶の温度 2 TB となる。 ただし, T, と, 方法Bで冷ましたお茶の温度 TB の関係は, TA これらの過程では、お茶と湯飲みはすぐに同じ温度になるとし, 湯飲み以外への熱 の流出は無視できるものとする。 1 2の解答群 方法 A UU 図1 J.ALE 方法 B 60 図2 問2 次に,空気中への熱の放出によるお茶の温度変化に T* ついて考えよう。お茶は, 時刻0で温度 T であったが, To しだいに冷めていき, やがて室温 Tになった。 図3は との間の温度変化を示す。 お茶が,時刻 0から1までの 間に放出した熱の総量Qを表すグラフとして最も適当 T なものを一つ選べ。 Q₁ ① で 0 Q₁ 0 t 0 2 0 Q↑ 0 0 §1 熱と温度 図3 3 69

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物理 高校生

熱 問2 このグラフは熱平衡のグラフと同じような考え方で大丈夫でしょうか、??? 熱と温度変化が同じような形になるから温度がどんどん同じ値に近づいていくように放出熱も図3の温度変化の値にだんだん近づいていくっていうイメージで考えました。。 解説の補足も理解できましたが、... 続きを読む

ついて考えよう。お茶は, 時刻0で温度 T。であったが、 飲みは初め室温にあり, 同じ熱容量をもつものとする。次の二つの方万法を比べてお 間に放出した熱の総量Qを表すグラフとして最も適当 方法B:図2のように, 全量を二つの湯飲みに均等にわけたあと, 一つの湯飲み 方法Aで一つ目の湯飲みが受け取った熱量QAと, 方法Bで空になった湯飲みが受 68 第2章 熱と気体 ★**50 16分-8点】 書 お茶の冷まし方について考えよう。 $1 熱と温度 69 に入れる記号として正しいものを一つす。 T。 T。 問1 次の文章中の空欄 1 選べ。 きゅうす T, なものを一つ選ベ。 図3 よう。 0 Q+ 2 Q4 3 移す。 Q1 にまとめる。 0 0 0 け取った熱量Qの関係は, Q. 1 Qであり, 方法Aで冷ましたお茶の温影 Q+ Q+ 6 T,と,方法Bで冷ましたお茶の温度Tの関係は, T。 T。となる。ただし, Q+ 2 これらの過程では, お茶と湯飲みはすぐに同じ温度になるとし,湯飲み以外への の流出は無視できるものとする。 ール 0 1 2の解答群 0 0 > ② = 0 < さこ 方法A 方法B 図1 図2

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物理 高校生

(4)なのですがピストンが静止する=容器内の気圧は大気圧と等しいと認識していたのですが違うのでしょうか? 誰かおねがいします

STEP2 b-Vグラフを作図。 STEP3 熱力学第1法則を表にまとめる。 「設定は同じです) 東京工大〉 ンの式 この問題で 解法Check! 70 例題 断熱材でつくられたピストンつきの円 簡形の容器に1mol の単原子分子の理想気 体が入っている。ピストンの質量はM[kg] で、上面は圧力po [N/m°], 温度 T, [K] の 大気に接している。ピストンはストッパーA で止まっており, 容器の底面からピストンの 下面までの高さはL[m] である。 気体定数 をR(J/(mol·K)], 重力加速度の大きさをg (m/s°) とする。なお, 答えは M, To, R, L およびgの一部または全部を用いて表せ。 (1) 最初,理想気体の圧力は po [N/m°], 温 度は To[K] であった。その内部エネルギーはいくらか。 2 ヒーターで気体を加熱し,気体の温度が T. [K] になったときビストン が上に動き始めた。温度 T, と気体に加えた熱量Qi [J] を求めよ。 3 加熱を続けるとピストンはゆっくり上昇を続けた。 ピストンが上のスト ッパーBに接したとき,気体の高さは1.5L [m] であった。このときの温 度T (K) を求めよ。 また, ピストンが動き始めてからこのときまでに理 B 十ー 0.5L ピストン A こし, Me>m L 000000 ーヒーター 共限に繰り返 いを求めよ。 〈宮崎大〉 三は同じです) SECTION 11 気体の熱力学 59

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化学 高校生

問1の問題です。 なぜ中和によって生成したH2Oの物質量が0.20molだと分かるのでしょうか?

第2問 |8| 正解 の6 化学 問1 熱化学方程式(1),(2)より,NaOH(固)の溶解熱は 45 k/mol, 中和熱は56kJ/mol であることが読みとれる。国体 の水酸化ナトリウムを塩酸に溶解させると、NAOH(固)の溶解による発熱と、NaOHaq と HCl aq の中和による発熱 が起こる。本間では,溶解したNaOH(固)(モル質量40 g/mol)の物物質量と、中和によって生成したH0(液)の物質 量に着目する必要がある。 第2問 次の問い(問1~3)に答えよ。(配点 20) 問1 水酸化ナトリウムの固体を多景の水に溶解させたときの熱化学方程式は次のき (1)で表される。 溶解したNaOH(固)の物質量: 12 = 0.30 mol 40 e 塩酸中のHCIの物質量:1.0× 200 = 0.20 mol 1000 NaOH(固)+ aq= NaOH aq + 45 kJ 中和によって生成したH.O(液)の物質量:0.20 mol 以上より,固体の水酸化ナトリウム12gを1.0mol/Lの塩酸200 mLに完全に溶解させたときに発生する熱量は、 また,水酸化ナトリウム水溶液を塩酸と反応させたときの熱化学方程式は次の 式(2)で表される。 45× 0.30 + 56 × 0.20 = 24.7kJ= 25 kJ (ポイント NAOH aq + HCl aq= NaCl aq+ H20(液)+56 kJ 【溶解熱と中和熱) *溶解熱…対象となる物質が多量の溶媒に溶解したときの反応熱 例 KNO(固)+ aq= KNO, aq - 35 kJ → 硝酸カリウムの溶解熱は -35kJ/mol * 中和熱…H*とOHから H.Oが生成したときの反応熱 例 HCI aq + NaOH aq = NaCl aq + H:0(液)+ 56 kJ → 塩酸と水酸化ナトリウム水溶液の中和熱は56 kJ/mol ゆ 固体の水酸化ナトリウム12gを1.0 mol/Lの塩酸200 mL に完全に溶解させたと きに発生する熱量(kJ)を, 小数第1位を四捨五入して整数で表すとき、 7 に当てはまる数字を, 次の①~0のうちから一つずつ選べ。ただ にはOを選べ。また, 同じも さと 8 さし、整数で表した値が1桁の場合には, 7 るのを繰り返し選んでもよい。 kJ A 7 8 1 【ヘスの法則(総熱量保存の法則)) 物質が変化する際の反応熱の総和は、変化する前後の物質の状態だけで決まり, 変化の経路や方法には関係し ない。 0 1 2 2 3 の 4 5 (例) C(黒鉛)+ 0(気) |111 kJ…の cO(気) + ;0(気)|3941KJ …O 6 6 の 7 8 9 9 O 0 エ ネ ル の=2+ 3 が成立する () P う 8 問2 光化学反応に関する次の文章中の に当てはまる化学式と して最も適当なものを, それぞれ次ページの①~6のうちから一つずつ選べ。 ア イ i |283 kJ… CO,(気) ア 9

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