Question

ryu

q=ΔU+Wを1枚目の問4の写真のように考えていたんですが、2枚目以降の写真の問題を考えていると、qの存在がなんなのかよくわからなくなってきました。Δuは減少、wは空気が外に仕事しているからプラスと考えていると…

あと問5も各設問何の現象かも含めて答えてくれると嬉しいです。

物理基礎です。

AU
Ta
W
Q=AU+W

BSさんは,図3のように,自分の自転車のタイヤに空気を入れるとき, すばや
ハンドルを押し下げると, 空気入れの底の部分が温かくなることに気づいた。
これを高校の授業で習った熱力学の考え方で説明できないか考えてみた。以下で
は空気入れのシリンダー内部の空気がシリンダーの外に出ることはないものとし
て考察する。 また、 空気入れのシリンダー内部の空気は理想気体として扱う。
自転車
図 3
■ハンドル
シリンダー
空気入れ

問4 次の文章中の空欄 111
を,それぞれの直後の {
•
第1回 物理基礎
112に入れる語句として最も適当なもの
} で囲んだ選択肢のうちから一つずつ選べ。
物質の温度は内部エネルギーと関連していて, 内部エネルギーが増加する
と温度が高くなる。 いま, 空気入れのハンドルを押し下げて,ハンドルの先
に付いているピストンでシリンダー内部の空気を圧縮すると,
① 外部から正の仕事をされる
空気は 111
また、すばやくハン
②外部へ正の仕事をする
ドルを押し下げることで,
① 熱を放出しやすく
空気はシリンダーの外部へ 112
なる。これ
②熱を放出しにくく
らのことからハンドルを押し下げることで, シリンダー内部の空気の内部エ
ネルギーが増加し, 温度が高くなることが理解できる。
問5 ハンドルを押し下げた後,十分に時間をおいてから逆にハンドルをすばや
く引き上げると、空気入れの底の部分がわずかに冷たくなった。 これと同様
の考え方で説明できる現象として最も適当なものを,次の①~④のうちか
ら一つ選べ。 113
①コップに冷たい水を入れて放置しておくと, コップの周囲に水滴が付く。
熱いアスファルトの路面に水をまくと, 近くの気温が下がる。
③夏の暑い日、地表付近で温められた空気が急激に上昇して膨張し,雲が
できる。
④ ドライアイスを冷凍庫から出すと, 冷たく白い煙が流れ出す。