Question

やさいのようせい

下の⑵の問題なんですが、
気体を放置してピストンが左に動き始めるとき、p1=p2なのは何故ですか？
なぜ、圧力がもとの値に戻ったタイミングでピストンが動き始めるとなるのでしょうか？

あと、気体を放置しているとき、容器の中はどんな様子になるのでしょうか？

回答よろしくお願いします！！

なめらかに動くピストン付きの|
を閉じこめ. 図のよう に水平な床の上に軒
く。このときの和気体の圧力は1.0X10YP8.
体積は 0.45m' 温度は 27X107Kであった<
この容器を温めたところピストンは右に移動し。
れた。このときの気体の体積は 0.50m' 温度は3.6X1
(1) 温めた後の気体の圧力 かPa]を求めよs
(2) その後, 気体を放置したところ, ピスト ンは左に動き始めた。 こ
のときの気体の圧力 【Pa] と温度 7【K] を求めよ。

(1.0x107)X0.45_か※0.50

   

(1) ボイル・シャルルの法則より      2    ーラ6x10*
_ (1.0X10?) X 0.45 、3.6X10* ン
よっ< ーーーラ5ァXP ハロO050提生科

(2) 気体の圧力がもとの値にも どったとき. ピストンは動き始める。
よって あ三1.0x10*Pa
ボイル・シャルルの法則より

12X10)X0.50 _ 1.0X10)X 0.50
3.6X10*                旬

3   sy y 3.6X10*
よって 2の=ニ(1.0X109X 1 2X10

①⑪                         (⑫

三 3.0X10*K

 

  

 

 

                                                                                                                                                                      

 

 

 

 

 

 

10x10'Pa                  (Pal                    (Pa
_045m               時| 050m               時      650
2.7x10*K                      3.6x10K                        (KJ

 

 
 

 

 

 

 

なめムらかに動/プピラトンレルテム

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

HS

まず、一番最初の状況では、
ピストンがつり合っているので、
外気と気体は同じ圧力1.0×10^5 Paです。

気体を放置していると、
だんだん冷えてきます（T減少）。
圧力はまだ外気より高いので、
ピストンはストッパーを押しています。
ピストンは動きません（V一定）。
よって、ボイル・シャルルの法則から
圧力も下がります（P減少）。

圧力が低下していき、外気と同じになったとき、
やっとピストンはストッパーを離れられます。

やさいのようせい

なるほど！！
ピストンが動き始めるときの様子は理解出来ました！
あと、その後ピストンが左に動いていく時の圧力の変化がよく分からないのですが、圧力は外気と同じ圧力で左に動くのでしょうか？？
左に動くということは1.0×10^5Paよりも減少していくのでしょうか？？

HS

問題文はそれ以降の問題がないので、
はっきりとした条件が書いてありません。
ですので、はっきりしたことは言えません。

今後よくあるのは「ピストンがゆっくり動いた」
のような表現です。これは
「動いてはいるけど、力のつり合いは保たれている」
という意図です。この場合なら、
圧力は1.0×10^5 Paを保ちながらVもTも減少する、
「定圧変化」が起きます。

やさいのようせい

なるほど！そういうことなんですね！
回答ありがとうございました🙇‍♀️