Question

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なぜ、断面積を掛けなければいけないんですか？
大気が押す力って、大気圧のままではいけないんですか？💦

基本例題 68 ボイル・シャルルの法則
図のように, なめらかに動くピストンのついた
断面積 2.5×10-3 m² の円筒形の容器に気体を入
れ、大気中で水平に置いた。 はじめ,気体の温度
は27℃で、ピストンは容器の底から0.30mの
位置で静止していた。 この気体を温めて 147℃にし、ピストンに垂直に 50 Nの力
(左向き) を加えたところ, ピストンは容器の底から[[m〕 の位置で静止した。 この
を求めよ。 大気圧を1.0×105Pa とする。
解答 加熱前の気体の圧力が [Pa] は大気圧に等しく,前
p=1.0×10 Pa。 加熱後の気体の圧力をか’ [Pa〕 とす
ると, ピストンにはたらく力のつりあいから,
p′×(2.5×10-)-(1.0×10%)×(2.5×10-)-50=0
$9 01X0.
ボイル・シャルルの法則から,
(1.0×105) × (2.5×10-3×0.30)
273 +27
断面積
2.5×10-3m²
HE
(1.2×105) × (2.5×10-3xl)
273 +147
| 0.30 m
50
よって, '=1.0×105 + 2.5×10-3 = 1.2×105 Pa後
よって, l= 0.35m
[m〕
(273+27) K
「大気が押す力
〔Pa〕
#F
-0.30m-
(273+147) K
大気が押す力
pV_ p'V' p'(Pa) 50
50 N
=
T
T'
秋めよ。
〔m〕
50 N
185
気体が押す力
気体が
押す力

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

こたつみかん

圧力P[Pa]の定義は
｢単位面積当たりにかかる力｣です。
(単位面積は基本1平方メートルだと思ってください。
どの単位使うかは問題文によります。)
なので、
｢この気体の圧力は5[Pa]でした！｣というのは、
｢この気体が1[㎡]の面積に及ぼす力の大きさは
5[N]でした！｣という意味です。

今ここで気体の圧力P[Pa]
気体がある面積S[㎡]を押す力の大きさF[N]と
すると、圧力の定義より、
P＝F/S (S分のF)となります。
よって、両辺Sをかけて
PS＝F
つまり、力の大きさFはPSと同じです。

なので力のつりあいなどでFを用いたい場合には
圧力Pに断面積Sを掛けたPSをFの代わりに用います。

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ありがとうございます😭