Question

みかん

物理の問題です。解説お願いしたいです。

図のように, 容積V[m〕 の容器 A. 容積3V の容器Bおよび容積2V の容器Cがあり, 容器
A と容器B , コックa がついている細管で連結し, 容器Bと容器Cを, コック♭がついてい
る細管で連結する。 容器 Aはヒーターで温度が調節できる。 すべての容器と細管には断熱性が
あり 閉じたコックを通じて熱が伝わることはない。 ヒーターの体積と細管の体積は無視できる
ものとし、容器の熱膨張も無視できるものとする。
以下では,気体はすべて単原子分子理想気体である。 はじめは3つの容器は真空で,2つのコッ
クは閉じている。 このとき容器Aに, 物質量 n [mol] の気体を封入したところ, 気圧はp [Pa〕で
あった。 また, 容器Bに, 物質量4gの気体を封入したところ, 気圧は3pであった。 なお, 気体
定数を R〔J/(mol･K)) とする。
問1 容器 A の温度 T, 〔K〕を, p. V, n, R を用いて表せ。

A
ヒーター
B
C

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

こたつみかん

まず図を書きましょう。
問題文に図があるならそれを使っても
良いですが、慣れないうちは自分できちんと
書くことをおすすめします。
自分は問題文の一段落目まで読んで、
写真の(図１)までを書きました。
(それぞれの体積と
「容器は全て断熱である」を書きました。)

次に2段落目を途中まで読んで
「Aに物質量n[mol]の気体を入れた
→気圧P[Pa]になった」と書いてあるので、
Aについて図を書きました。(図2)

ここで、
問1で「A内の気体の温度をT1[K]として」
となっているので、A内の気体については
圧力、体積、物質量、温度の全てが文字で
与えられているので、
理想気体の状態方程式PV＝nRTを用います。

(圧力P[Pa] 体積V[L] 物質量n[mol]
気体定数R[J/(mol/K)] 温度T[K]の
理想気体において、PV＝nRTが成立する。
これを、理想気体の状態方程式と言う)

(証明はかなりややこしいのでここでは割愛)