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図はピストンに加わる力を書いているからですよ
垂直抗力は、物体に加わる力ですよね
物体に加わる垂直抗力の反作用が図に下向きに書かれているMgですよ
ピストンの重力がMgではないですよね
なるほど
物理
高校生
解決済み
丸で囲んでいるところでなぜ垂直抗力が書かれていないのですか？
1 29.司4
(5) 気球が江上を始める沖合 し所 、、生
K ンの運動〉
遼*64. シリンダー内のビストン m &いツリンダーが合志に世かれて
図のように、 断面策m' の十分長 ET ょめこまれ
、、。 シリンダー上部には質量を無模できる ヒズ hンが1 向い
*\る。 ン 〆 LA 夫 アラ トいヽ 記替材で作ら
ソリンー内部に理失気体が凌人きれている。ビストン は 、 5
ており。気宙を保ちながらなめらかに上下に動くものと 馬才。シリン
MS 人
テーは過熱材でおおわれており, 断熱材は取り外し できるものとする。
諾か6高em) の位民にあり, シリン ダー内部に封入きされた 埋畑気体の温度は が)
圧力ばの (Am) であるとする。 呈のとき, 次の問いに答えよ。 なお, シリンダー外部の
紀/ 70KJ、 その圧力 Pu /m*)、重力加加度の大きさ &(のUs とする。
(1) ビストンの上部に質量 47【kg] のおもりをゆっくりのせたところ/ ビストンの部がシリ
ンダーの庶から高さ 【m] の位思に下がった状態で静止した。この状態における理人
体の温度 分[K] を 7, 肪、 ね, 人7 S, 9 を用いて表せ。
(2) 7の と 2 の大小関係で正しいゃのを次のうちから 1 つ選び, 選択理由を 20 宇租度で記せ
(&) 分>7 (b) 分= (<) 分く77 (d) 中えられた条件からは判断できない
(3) 次に。シリンダーの側面の断熱材を取り外したところ、 やがて、シリンダー内郭に封信
れた理想気体の温度は 7 【K]) になり、ピストンの底部はシリンダーの底から 【m]
還に変化した。放を用 7, S, 9 を用いて表せ。
(4) 太 と訪 の大小関係で正 しいものを次のうちから 1 つ選べ。
(&) > (b) ニム (c) くね (d) 史え られた条件からは判断できない
MM リンターの半新村を再び取りつけビストンの上部のおもりをゅ2()
ったところ, ビストンの底部はシリンダーの底から高き 。【m] の位置で草ドした
7), 7 を用いて表せ。 (箕
この状態での理想気体の温度を 75【K) として。 広をが 8
凍RE
〈シリンダー内のピストンの運動〉
() ピストンは静止 力のつりあいから気体の圧力を求める
(9) 温度の大小関係 内部エネルギーの大小関係を考えればよい
6) 気体の変化は定圧変化である。 (4) (②の結果を用いる。
(1) ピストンの高きが のときの和気体の圧力を P」 とする。
ピストンにはたらく力のつり あいより SS十ル9
高きとの2 つの状態でボイル・ シャルルの法則が成立するから
PSpo _ PS
7 2
。 PS _ (PS十 4)
3 スー 3 7? ーー Ga 7? [KJ
(1)の変化は断熱圧縮 (気体の吸収し
(2) ビスト ンは断熱材で作られているので
た封 Q=0, 気体のきれた仕事 玉g計>0) である。 熱力学第一法則より
4リー0+ sweデ0二 Paws0WEと とな7 気体の内部エネルギーが半
ナる。 したがって, 気体の温度は上昇する ke
| 理由 : 断熱圧縮され, 内部エネルギーが
(9) この変化は定圧変化である。 ボイル ・シャルルの法則より
PS _ 万5 r生
JO 還 709ま1 公 瑞 人ム欠うり着 ※C
_ PS7o25 とNa [m]
7
| よっ<で な=カー 5+ の)な75 アア。S十779
(9
) =選な で, のょり 作>2h。であるから 較 ao)
: になる。初めの状態との間でポイ
Aを
深。 4
で
() おぉもりを取りきると, 気体の圧カはのてて ra
は pSo 55 前二I
ル・シャルルの法則を用いでご免 。 人 上 。 の
(5) おもりを取りさった 気体の圧力は 7。 になる
5
ー※-
7P, 70
を※A 互号寺-で (レラ
て代入するょよりも, PS を代
入する方が間違いが少ない。
で※B 熱力学第一法則
0=40+ Pu。 より
4り=テ@ー 叶した
=テQ十放
た※C 一番初めの状態と(3)
の状態での問でボイ ルルい シヤ
ルルの法則を用いると
5 乃0 ゅぇに
7 7?
8 た o[m]
な=ちの"PS+ Mg
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いや、あの感じで。