物理
高校生
問3の解説の意味がわかりません
わかる人教えてください
お願いします
「3|図のように,断面積が SAm?)およびSim?)のピストン付き円筒容器AおよびB内に,それ
デれ1モルの単原子分子からなる理想気体を入れ. Aを床に固定し, Bは滑らかな床の上におい
た。このとき、まわりの圧力ば po[Pa), 両気体ともに温度はT。OK)である。 この状態を初期状
態として以下の実験を行った。ただし, 気体定数をR[J/(mol·K)], ピストンと円筒容器の間
は滑らかで、気体はもれないとする。
【実験1】 Aの気体に熱を与えると,その温度はT(K]に上昇した。 以下の問いに答えよ。
つように、
(問 1) Aの気体の内部エネルギーの増加量を求めよ。
三れrN[Q)
よ。
(問 2) Aの気体に加えられた熱量はQ[J]であった。 Aの気体がピストンにおこなった仕事
WJ]はいくらか。
【実験2】 初期状態から, A とBの気体の温度をT:[K]に上昇させた。 以下の問いに答えよ。
関係式に
(問 3) Bの気体の圧力を求めよ。
(間 4) Bが移動する距離を求めよ。
熊本大一理系後期
2013年度 物理(解答》 131
(開3)Bは滑らかな床の上においてあるので, A, Bの気体は圧力を一
定に保ったままBのピストンが移動する。
よって, Bの圧力は
(問4) 初期状態のとき, 容器A, Bの長さを1A [m], Ia[m] と仮定す
る。温度が T:[K]のとき, 同様に容器A, Bの気体の長さを1、[m].
1月' [m] と仮定すると, 理想気体の状態方程式より
po[Pa]……(答)
pSala=RTo, poSala'=DRT2
poSals= RTo, DOSB/B'=DRT2
Bが移動した距離は
RT2|1
RTo|1
+1g- (1a+ls) =-
po ISa SB/
R (SA+SB) (T2- To)
PSASB
po ISA SB
/
. (答)
「問5) A, Bの気体の圧力をそれぞれかか[Pa], pa[Pa] とすると, ピ
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