Question

あ

私はBのした仕事とAがされた仕事は等しいと考えたのですが、誤りでした。解答のグラフを見れば納得いかないこともないのですが、、やはりなぜBのした仕事とAがされた仕事が等しくないのかが分かりません。

物
して正しいものを,直後の
円筒容器
解答番号 1
第1問 次の問い (問1~5)に答えよ。 (配点25)
問1 図1のように,水平面上に置かれた円筒容器があり,その内部はピストンで仕
切られている。 仕切られた円筒容器の左側には理想気体 A が封入され、 右側に
は理想気体Bが封入されている。 AとBは物質量が等しく, 状態 (圧力, 体積,
温度) も等しい。円筒容器およびピストンは断熱材でできており, ピストンは気
密を保ちながらなめらかに移動できる。 後の文章中の空欄 1 に入れる式と
理想気体A
{} で囲んだ選択肢のうちから一つ選べ。
図 1
25
-62-
理
理想気体 B
ピストン
水平面
「水平面上の円筒容器を反時計回りにゆっくり回転させ, 理想気体A側が下で,
理想気体B側が上になるように, 水平面上に置く。 このとき, A の体積は減少
し、Bの体積は増加した。 この状態変化において
A がされた仕事を WA とし,
Bがした仕事を We とする。 このとき,
WA> W
2 WA<W₂
3 WA= WE
1④ W^+ We' =01
という関係式が成り立つ。
-63-
物理

【解説】
第1問 小問集合
問1
理想気体A,Bは,同じ状態から断熱圧縮と断熱膨張をす
る。 理想気体 A,B のはじめの体積をVとし,体積変化の大き
さを Vとすると、 圧力ー体積グラフは次図のようになる。
圧力
O
A 断熱圧縮
WWB'
はじめの状態
B 断熱膨張
V-4V V V+4V
体積
A がされた仕事 WA は図の濃い灰色の面積に相当し, Bがした
仕事 WB'は図のうすい灰色の面積に相当するので,
WA> WB'
1 答 ①
【ポイント】