✨ ベストアンサー ✨
反対向きに鉛直にしてからまた定圧変化しています
P＝P0＋Mg/Sも、P'＝P0－Mg/Sも、右辺に出てきている文字が変わらない限りP,P'も変わらないので熱量を加えたりしても変わらないです
この問題は(1)→(2)と(1)→(3)→(4)の2つの流れになっているので(2)から(4)への直接的な変化はないです。
混同されている原因として、(2)の熱量の半分という数値を使っているからかもしれませんが、例えば(2)で30Jで6Kあがるとすると、30＝nCp×6…①であり、(4)で15J与えるので、15＝nCp×ΔT'(←nCpは①と同じ値)より、ΔT'＝3Kだと分かりますよね。つまり、ここに圧力の値そのものは関わってきません
ありがとうございます。説明していただいた部分の、n C pは①と同じ値 という部分はなぜ言えるのですか？
その式に圧力の値そのものがかかわっていないということは納得しました。でも同じ値のn Cpを使うなら n C pを使うときの圧力は同じでないといけなくはないのでしょうか？
まず容器内に気体を出し入れしてないのでnは不変、
Cp＝5/2R(単原子分子)や7/2R(二原子分子)で不変なのでnCpは不変です
nCpが不変なのは分かるのですが、（2）と（4）の時の圧力が違ってもこの公式を使っていいのでしょうか？何度もすみません、🙇♀️
nとCp(＝5/2R)の不変(固定)はこの問題全体を通してです
nとRは圧力によらないので固定されます。(Rは気体定数)
問題を通してCpが不変ということはどこからわかりますか？
問題を通して圧力が一定でなくてもよいということでしょうか、？
正確に言うと、nは問題を通して、固定で(気体の出入りや状態の変化がないから)、
CpはCp＝5/2R≒5/2×8.31×10³[Pa･m³/(K･mol)]でどの問題でも固定です。
分かりにくくてすみませんm(_ _)m
何度もありがとうございます。nとCpが不変というのは分かったのですが、それは定圧変化の場合だけではないんですか？（2）と（4）で圧力は違うのに定圧変化の公式Q＝n Cp△Tを使って良いのかがどうも腑に落ちなくて、、すみません😢
①と②の2式が成り立っているので画像のT'が求まります。
「(2)の変化の中で」Pの値が変わらず、「(4)の変化の中で」Pの値が変わらないという意味で定圧変化と呼んでいます。もし、この(2)と(4)のPが等しくないといけないなら(P＝100Paとする)、あらゆる問題において、100Pa出ないとQ＝nCpΔTが使えないという事になります。
詳しくありがとうございます。あらゆる問題で100Paでないと公式が使えない、ということですがその場合使えないということではないのでしょうか、、？
理解力がなくすみません、、、
「使えないということになってしまうので同じ圧力でないといけない訳では無い」ということを背理法的に表現してみました。
他の問題でも同じ圧力ではない時でも公式が使えるということですか？？
はい。定圧変化(ある変化中、圧力が一定)ならばQ＝nCpΔTが成り立つので。
PV＝nRTでも、同じ問題の中で沢山立式できるのと同じ要領です。コックの問題などで開く前と開いた後でPV＝nRTをそれぞれ立てて、連立できますよね。状況が違ってもその問題設定の中で成り立つ関係式ですから使っていいです
納得しました。何度もありがとうございました、助かりました🙇♀️
良かったです！僕もなかなかいい説明ができなくてすみません
解答ありがとうございます。その二つの場合がそれぞれで定圧変化しているのは分かるのですが、解説ではQ＝nCp△Tという一つの式の中で左辺の変化に伴って右辺が変わると書いてあるので、（2）から（4）での定圧変化として捉えているのかなと思いました。しかし（2）と（4）では圧力が異なるのにこのように解いて良い理由がわかりません、、
分かりにくくてすみません🙇♀️