Question

やまとん

•(2)の(ウ)で気体が外部にした仕事を、大気にした仕事+バネにした仕事という風に分ける考え方がよくわかりません。
私は(ア)で気体の圧力を出したので、それに表面積と移動距離をかければ出ると思ったのですが、答えが合いませんでした、、、

•(3)で断熱膨張となる理由がわかりません

友のように, なめらかに動くビストンテー
た克和⑤pシリ と  る
子理想気体をた入れる。ビスト ンは/   ばね定数んのばね “一
で壁に連結している。大気圧 放めとき,   シリンダーの
底からビストンまでの弄離が(7ひでっりあい, ばねは邊
然の長きさになっている。 シリング、 とピストンは断欠
材で作られ, 外からの熟の出入りはないものとする。
気体定数をだとして, 次の間いに乏えよ。
(1) このときの気体の温度 7。 を求めよ。
⑫⑰ 次に,  トーターで隔是のをえた ら気体の温度は上昇し,  しンー
次の気体の各量を求めよ。
(ア) 変化後の気体の圧力       (イ) 内部エネルギーの増加
(ウ) 気体が外部にした仕事 史  (エ) 加えた熱量Q
(⑬ ビストンから静かにばねをはずし, 気体をゆっくりと変化させると気体の圧力は あ

になった。圧力と体積の関係をグラフで家せ。
   (@ 気体がした仕事大気にした仕事+ばねにした仕事

 

c-

(ウ) 気体が外部にした仕事 =大気に した仕事+ばねにした仕事

(5 KKH
弾性エネルギー

=4PキすんなーカeSz な

2キラがe9sユAz

⑬) 部の出入りのない条件下で, シリンダー
内の気体の圧力が大気圧 と等しくなるま

でゆっくりと変化させる過程は断熟膨張で
あり, 気体の温度が下がる。符えは有図。

e-1]

き田

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Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

うずら

大切なことを赤で書こうと思ったら真っ赤になりました。
この部分は高校の過程で非常に曖昧に扱われている内容です。
数学で微積分（数学II）を終えていれば、圧力Pが外力と釣り合っていることを踏まえて、積分することにより、躓きなく答えを導けるのですが。。。
なので、できる限り言葉での説明を尽くしました。参考にしてください。

やまとん

すみません、文章は大変わかりやすかったんですが、どうしてWがあの式で表されるのかが理解できませんでした😭

うずら

微積分を用いない場合、ここが限界だと思います。
PSの中に、P0Sと、kx'それぞれと釣り合う部分がある、と考えれば別々に分けて考えて良いとわかるでしょうか。また、kx'による仕事が、弾性エネルギーを変化させているというのも重要です。
後日、微積分を用いた物理についてノートを投稿しようと思います。これでも納得のいかない部分があれば、参考にしてください。

やまとん

この説明すごくわかりました！積分はもう少し自分で考えてみようと思います。ありがとうございました😊