Question

ぼん

これ(3)で気体が外にする仕事じゃなくて気体がされる仕事を考えたら答え(x)になっちゃうんですけど、どこがおかしいですか

例題2-13||||||
1モルの単原子分子理想気体の圧力が PA 〔Pa〕,
PA
18,
体積が VA[m²] の状態をAとする。 この状態から, PA----- A
図の3本の実線で示す過程によって, 圧力が PB 〔Pa〕
になるまで変化させて得られる状態を,それぞれ, B,
C,Dとする。 ここで, A→Bは定積過程, AC
は断熱過程, A→Dは等温過程である。 また, 状態
C の体積を Vc [m²] とする。
PB
VA Vc
MA→Bの過程で,気体に外から加えられる熱量はいくらか。
|||||||||||| 種々の変化
0
B C D
A→Cの過程で,気体に外から加えられる仕事はいくらか。
(3) (X) A→B→C→D, (Y) A→C→D, (Z) AD の3過程のうち,
気体に外から加えられる総熱量が最も大きい過程はどれか。
(東京工業大)

W2=4U2=12R (Te-T^)=12/23(P^v^- Pava) [J]
(PAVA- PBVc) 〔J〕
(3) 各過程で,気体に外から加えられる総熱量をQx [J], Qy [J], Qz 〔J〕 とする。
また,気体が外にする仕事の総量を WY'〔J〕, WV' 〔J〕, Wi' 〔J〕 とする。
AとDは温度が等しく,各過程における内部エネルギーの変化は0なので,
熱力学第1法則より
0=Qx-Wx'′ =Qx-Wy'′=QzWz'
Wx' =Qx Wy′'′ =Qx Wi'′ = Qz
‥. ①
Wx', Wy'′', W'z' は,各過程を示す線とV軸とが囲む面積に相当する。
P (X) A→B→C→D PA (Y)A→C→D P
A
PA
PA
PA
PB
0
B C
Wx'
VA
Vc
D
図より Wx'′ < Wy′'′ <Wz'′
①と②より Qx<Qy <Qz
PB
·②
A
B C
WY'
VA Vc
(Z) AD で最大
D PB
→Ⅴ 0
B
Wi
VA
(Z) A→D
C
Vc
V

熱力学

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

youknow

どうゆう考え方ですか。された仕事を考えたらAになるって。
エネルギー収支考えるとΔU=0なので
Q=Wout=－Win となりますので
Qmaxは
Wout（した仕事）が最大
Win（された仕事）が最小
の時実現されます。全く同じことです。
上で考えると
仕事最大⇔PVグラフ面積最大⇔（Z）です。
下で考えるなら
される仕事最小⇔PVグラフ面積の負面積が最小⇔
PVグラフ面積最大⇔(Z)
です。同じことです。

ぼん

負の面積ってどこですか

ぼん

あと11分前に投稿した熱力学の質問にも来てください

ぼん

負の面積と正の面積って仕事の数値はプラマイ逆になるけど面積は同じじゃないんですか

youknow

負の面積って要はその面積のマイナスの値ってことですまあまどろっこしいんでどうでもいいです

youknow

した仕事ってされた仕事×-1ですよね

した仕事最大⇔Z
された仕事最小⇔した仕事最大⇔Z
って簡単な話です

ぼん

わかりました、ありがとうございます
負の面積も理解しました

面積で比べる時に、こうやって負の面積出てくると間違えやすいから与えられた面積で素直に考えるためにした仕事考えた方が楽ですね

youknow

色々考えれた方がいいけどやっぱした仕事の方が気持ちいいですよね。
僕もQ=ΔU+Wout派です。
お金100万円貰って30万は自分のエネルギー増加に費やして70万で外に仕事してって感じでエネルギーの収支のイメージが付きやすいのが好きです。

でもQ+Win=ΔUも同じですねそんなこと言ったら。
30万熱量もらって70万仕事されて100万のエネルギー増加になった的な。何言ってるんだろう。

ぼん

笑
ありがとうございました

ぼん

この(2)でした仕事とされた仕事とpvグラフの関係がごっちゃになったんですけど

グラフの矢印が正の方向の時、正の面積は気体のする仕事、負の面積は気体がされる仕事
グラフの矢印が負の方向の時、正の面積は気体がされる仕事、負の面積は気体がする仕事

という理解で合ってますか

youknow

その通りです
積分の進む向きが変わってますからまどろっこしくなってるわけです。

ぼん

理解しましたありがとうございます

ぼん

Aの谷が移動するってどういうことですか
波って媒質は移動しないからAでは山と谷を交互に繰り返してるだけだと思うのですが。

youknow

Aにあった谷の｢位置、状態｣が動いてくってことじゃんすか。媒質がどうこうより山の位相が移動してく的なイメージかと

ぼん

波が移動してるように見えるってことですか？
定常波かどうかを聞きたいんですかね、この問題は。
s1s2間の波だけ定常波でA点ではS1S2からの波の向きが逆じゃないから定常波にならなくて、波が動いて見えるってことですか

ぼん

あとこのクントの実験って棒の部分必ず基本振動になるんですか？理由も教えてください

youknow

棒の部分が基本振動になるってどうゆうことっすか
振動のさせ方は自由なんじゃ

ぼん

なんか基本振動ができるって書いてあって、、

ぼん

谷が移動する問題って、Aの部分の波は定常波じゃないから移動するっていうことですか？？

youknow

この棒は確かに基本振動になってるすよ図の通り。真ん中が節になってるんですから。ぎゃくにそれ以外の振動作れんすよ。

youknow

あ、縦振動なのかー、たしかに。

ぼん

わかりません🥲そこが節になるのは確定で、他に節ができる可能性はないんですか？