Question

ちき

物理得意な方お願いします🥺
(5)で吸収した熱量はc→d,d→aはないのでしょうか？

60* なめらかに動くビばストンをもったシリン    体積tm
ダーの中に1mol の単原子分子気体が入れ
られている。図のように, 気体の状態を温
度 [KJ。 体積 Vitm)の状態4からゆっ
くり変化きせてAB, BC, CD, D
ーA の過程を経て状態Aにもどした。

AB およびCD の過程では体積がー
定に保たれ, BC およびDA の過程で
は体積は温度に対して直線的に変化してい
る。和気体定数を刀[J/mol・KJ)とする。

(1) AB の過程で気体が吸収した熱量は何」 か。

(2) 状態C での気体の圧力は何 N/m' か。

(3) DA の過程で気体が外部へ放軸した熱量は何」か。

(4 APC一DつA の1サイクルをしたとき。 気体が外部へ した仕事
は何了か。

(5) この 1 サイクルの(熱)効率g はいくらか。

 

(熊本大)

人MM () 和朗化だから               ら          (昌ずより
@a=1す(のー7) = (の-の)

(9 BC 間は原点を通る直線上にあり, 体積V が温度7 に比例している。そ
PV =R7 でP が一定となればよい(oR は一定)。つま り, 定圧変化

 

 

れに
だと分かる。すると B の圧力 , を調べればよく,B の状態方程式より
ラ             Y
Piニ=人7          所ん             き   2

ついでながら, C の体横 中 は, C の状態方程式 p=R75 より
= (の/77)V。 となる。 これは D の体積でもある。
(9 DAはBCと同じく定圧変化であり, その圧力を 屯

の状態方程式は
leR7D …①  D: Ps=R75 …②

とすると, AとD

るより        の=交人=革人

を化での夫量だから の=zC,47 と の= (昌原了〒) より

eum1-3aの5) = 5(鉛り

上林は押の放出を表すので, 答えは 晴久(ののの)

での仕事は 0 だから, 定圧変化(BC と DA) での仕事をPJY

ゆめ) +玉(%-) = (ちーP) (玉-ゆ)

Answer 1

タングリスニル

熱を吸収したから、気体の温度が上がったのです。
ということは気体の温度が上がった区間が熱を吸収したところですよね。

もっと詳しく考えると
熱力学第一法則より
ΔU=ΔQ+ΔW(参考書によっては-ΔWとしているかもしれません。要は気体の内部エネルギーは熱を加えたり、気体に仕事すると増加するということですね。)
が成り立っています。

ここで、気体の温度を担っているのはΔUだとお考えのください。
気体の温度が上昇する→ΔU>0
気体に熱を加える→ΔQ>0
気体に仕事する→ΔW>0
ですね。

ここでA→B過程は
体積変化が無いので、気体に仕事をしていません。
よってΔW=0
これを熱力学第一法則の式に代入すると
ΔU=ΔQ
つまり、加えた熱量分だけ内部エネルギーが増加する
ということが分かります。

気体は熱エネルギーを受け取ったから
温度が上昇したわけですね。

ちき

d→aは⊿UはマイナスでW(した)は＋なのでわかりません。

タングリスニル

d→aの変化を詳しく見てみましょう。
体積→減少(これが仕事Wに関与)
温度→減少(これが内部エネルギーUに関与)
熱量→???

という状況なのは分かりますか？

ここで、体積が減少ということから
ΔW>0ですね。
また、温度が減少していることから
ΔU<0ですね。

ということは、
ΔU=ΔQ+ΔWにおいて
(-)=ΔQ+(+)
よって、ΔQ=(-)
これは、気体が熱を失った(放熱した)
ということですよね。

ちき

わかりました！