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264 ばね付きピストン■図のように, なめらかに動くピス
トンとヒーターを備えた底面積Sのシリンダー内に1molの単原
子分子理想気体を入れる。 ピストンは, ばね定数んのばねで壁に
連結している。大気圧 のとき, シリンダーの底からピストン
までの距離が でつりあい, ばねは自然の長さになっている。シ
リンダーとピストンは断熱材で作られ,外からの熱の出入りはな
いものとする。 気体定数をRとして、 次の問いに答えよ。
(1) このときの気体の温度T を求めよ。
10000000
ヒーター
%
k
mo
(2)次に, ヒーターで熱量Qを与えたら気体の温度は上昇し, ばねはxだけ縮んだ。 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⊿U
(ウ) 気体が外部にした仕事 W' (エ) 加えた熱量 Q
(3) ピ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po
になった。 圧力と体積の関係をグラフで表せ。
物