物理
高校生
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]188. 熱力学第一法則人@ 円筒形の容器の中に, ビスト
ンによって気体が封入されている。
(1) 気体の体積を一定に保って気体に @, 〔J〕 の熱量を与えたとき, 気体がした仕事はい
くらか。また, 気体の内部エネルギーはどれだけ増加または減少したか。
(2) 気体の圧力を一定に保って気体に Qz【J〕 の熱量を与えたら, 気体は膨張した。この
とき, 気体は ゆ 〔J〕 の仕事をした。 気体の内部エネルギーはどれだけ増加したか。
(3) 気体の温度を一定に保って気体に Q。【J】 の熱量を与えたとき, 気体の内部エネルギ
ーは変化しなかった。 気体がした仕事はいくらか。
(4) 気体に外部との熱のやりとりがないようにして, 気体が外部に正の仕事 【J) をし
たとき, 気体の内部エネルギーは増加するか, それとも減少するか。
lsににのポイント しなEE 1
熱力学第一法則「4ニ0+ 嘱 ( : 気体がされた仕事)」 を用いる。 気体がした仕事を 7 とすると
Pニーゆ"の関係がある。定積変化では 変化では ブ 断交化では Q=0 である。
円 学生法則「4ー0+P (WP 気体がされた仕事)」を。 気体がレた
仕事 P" を用いて書きかえると, 玉ニー屯"より
20=ニ0一 (ゆ": 気体がした仕事) 0)
(1) 定積変化では, 体積が一定なので, 気体がした仕事 ゆ/は0J IT 守秋化では 与えた替
Q (JJ) の熱量を与えたので, ①式より 内部エネルギーの増加是 2は | がずべで内部エミネルギーの電
2の=Qi-0=Qi【J) 加分になる。 6
したがって, @[J) 増加した『。 時 すえた夫
(の ①式より。 内部エネルギーの増加量27 は。2=@-ゆ(JJ 用攻
(3 気体の内部エネルギーが座化しなかった (4り=0) ので
0=ひのーザ(よらでにPO還生 上
(⑭ 断熱変化では @=0 なので, ⑪式より 。
はこ (8
、 気体がした付
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