物理
高校生
なぜ状態2では、気体の体積はV1のままなのですか？
【物理 必答問題】 ・
[3 次の文齋を読み, 下の各問いに答えよ。 (配点 20)
大気中に, 図 1 に示すように., 穴の開いた隅避が固定された円筒容器, ビストンおよびヒー
ターからなる装置がある。隅壁の左側の A 室の体積は ア,である。隔届の穴には弁が付け
られており, 穴を開閉することができる。はじめ弁は閉じられており, ピストンは隔員に接
していた。また, A 室には圧力 絶対温度 71 の単原子分子理想気体が入っていた。 こ
のときを状態1 とする。円筒容器の軸は水平でもあり. ピストンは気審でなめらかに動くこと
ができる。円筒容器。 隔壁 弁、ピストンはいずれも断振材でできている。ヒーター, 看,
穴の体積は十分に小さく、 ヒーターの熱容量は無視できるものとする。また, 円筒容器は上
分に長く。ピストンが外れることはない。 大気圧を 気体定数をとし, 以下, 温度は
すべて絶対温度で表すものとする。
大気圧
,
問1 ん 室内の気体の牧質量は1くらみ
>AKII 2
間2 ye たく らか。 う
2 テ ART =
弁を閉じたまま, ヒーターに電流を流し, A 室内の気体を加持た。気体の温度が37*
となったところで加熱を終了した。 このときを状態2とする。
熱力学 (20 点
)
計 解答・配点
上 fn |
計 問1 人の ) 2点
き 8
問2 ぅ3全の 『。 依麻
計 問4 8の 3上
言 問5 [アァ| oO [ィ] 2p-@ ・ 4点 (各2)
上 問6 3.23人の ・ 8点
衣 問7 (+237, ws年
| @解説
問 1 気体の物質量を>とすると, 状態 1 における理想気体の状態方程式
戸入 z写
(公式 ) 理想気体の状態方程式
| =ェッが7
ち選 p :乃 1
より・ メー 表 | |物質培 玉名人定朗
問2 状態1における気体の内部エネルギーを ど」 とすると、 この気体か単原子分 | 7 絶対識旗
8 家わなニーの)
3 3 (公式 ) 単原子分子理想気体の
のな 人 三 かの -内部エネルギー
問3 状態2では打@財筑&ksMasのままekeesbs6zAaos 状態2における気体の庄力を じ ょます7
p。 とすると, 理想気体の状態方程式 1 と:単原子分了理窟気体の内 ・
の、 : 部エネルキー
4 2 oo eo /:物人県 気体定数
7 : 容対温度
した吉区 | | (法則 〉 各力学第 1 法則
* @= 4どェょPF
0 : 気体か吸収した区
。 4ど: 気体の内部エエネルんキーの ・
変化
ないから, | 。財人体か外部にした仕
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