気体が外部からされる仕事と気体がする仕事がイマイチわからなくて、この問題も16pV（0は省いてます） と答えてしまいました。どのように判断すればよいですか？💦

必 68. 気体の状態変化と熱効率 3分 次の文章中の空欄 ア イ 0 B に入れる式と数値の組合せとして最も適当なものを、後の①~⑧ のう ちから1つ選べ。 3po ので、 なめらかに動くピストンのついたシリンダーに,気体を閉じこめた熱 機関がある。図は,この熱機関の1サイクルA→B→C→Aにおける, 気体の圧力と体積Vの変化のようすを表す。 A→B, B→C, C→Aの 各過程における気体の内部エネルギーの変化と気体がする仕事は表の通 りである。この表を利用して,過程 A→Bにおいて気 体が吸収する熱量を計算するとアとなる。 また, 過程 B→C と過程C→Aにおいて,気体は熱を放出す ることがわかる。 これらのことをもとにし,この熱機 関の熱効率を計算するとイ となる。 C Po A 0 Vo 3VV 気体の内部 エネルギーの変化 気体がする 仕事 A→B 20poVo 4povo B→C -15poVo C→A -5poVo -2poVo ① ② [③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ア 16pVo 16pVo 16po Vo 16poVo 24poVo 24poVo 24poVo 24poVo 1 1 1 1 イ 4 8 6 12 8 4 12 6 [2023 追試〕

気体が真空へ膨張するときなぜ仕事をしないとなるのでしょうか

図のように,栓Cが付いた細い管でつながれた二つの円筒容器 A, B がある。左の 容器 A の体積は Vo で, 右の容器 B には, なめらかに動く断面積Sのピストンが取り 付けられている。はじめ,栓Cは閉じられており,容器 A には絶対温度 To で外部と 同じ圧力 Poの気体が入っている。また, 容器Bの内部は真空であり, 体積が夢とな るようにピストンが固定されている。 ただし, 円筒容器,栓,ピストンは熱を通さ ず, 細い管の体積は無視してよいものとする。 O 0 ピストン製 S 容器 A 栓C 容器B (断面積) C Vo, To, Po Vo 1/2 真空 Poえなけれ 問1 ピストンの位置を保ったまま栓Cを開くと, 気体が容器 A, B 全体に一様に広 がった。この過程に関する記述として正しいものを二つ選べ。原千代千葉華 ① 気体は外部に対して仕事をせず, 気体の圧力は減少した。 間 Vq .> ② 気体は外部に対して仕事をせず, 気体の圧力は変化しない。 気体は外部に対して仕事をせず,気体の圧力は変化しない。標 ③ 気体は外部に対して仕事をし, 気体の圧力は減少した。 ④ 気体は外部に対して仕事をし, 気体の圧力は変化しない。 2 ⑤ 気体の温度は 1 To に下がる。 0EST @ ⑥ 気体の温度はTのまま変化しない。 3 2 ⑦ 気体の温度はTに上がる。 シリンダー ocea 083 Q 068 0

この問題の答えは（a）になるのですが、詳しい解説がなく、この結果になる理由がわかりません。 どなたか教えてほしいです🙇‍♀️

物理 圧縮 図4の状態からペットボトルを押すと, ペットボトル上部の空気の圧力が上昇し, 小瓶の上面は下降した。 図5のように, 小瓶の上面がペットボトル上部の水面と同 じ高さになったときのペットボトル上部の空気の圧力を Po*, 小瓶の内部の空気の 圧力を P2, 小瓶内の水面の深さを!2 とする。 ただし, 図5に記されている小瓶内 の水面は正確な位置に描かれているとは限らないものとする。 JJ = R+W 空気 (圧力 Po*) 小瓶 (m) 断面積 S 空気 Y2 (圧力 P2) 水(密度p) 6. 図 5 問3 ペットボトル上部の空気の圧力が上昇する過程に関する以下の文章中の空欄 } 内の記述及び語句のいずれ ア . には,それぞれの直後の{ か一つが入る。入れる記述および語句を示す記号の組合せとして最も適当なも 10 のを,後の①~⑧のうちから一つ選べ。 ペットボトル上部の空気の圧力が上昇する過程で,ペットボトル内の空気の 体積が減少し熱の移動が起こらないとすると, 空気は fa) 正の仕事をされ,温度が上昇する (b)正の仕事をされ,温度が下降する ° ア (c) 負の仕事をされ, 温度が上昇する (d) 負の仕事をされ,温度が下降する このとき,500mLの容積のペットボトルのが空気 が水であり、空

どうしてC→Bの変化は定圧なのに定圧モル比熱の5/2nRtではなく3/2nRtを使っているのですか

とき, B:3poVo=nRTB C: 3px3V=nRTc 立つか PoVo 3poVo .. TA = TB= nR nR Tc= 9poVo nR である。 問1 1 正解 ① 2 正解 ⑤ する A→Bの変化で気体の内部エネルギーの変化分△UABは、 3 AU AB = nR(TB-TA)=3pV 2 である。 定積変化であるから気体が外へした仕事 WABは、 WAB = 0 AB=0 である。 熱力学第1法則により,気体が吸収した熱QABは、 となる。 QAB=AUAB=3po Vo B→Cの変化で気体の内部エネルギーの変化分AUBcは, 2 cy となる。 W 積に等しい。 は、 曲したも BE 圧 3po p ギ AUBC = 33 nR(Tc-TB) = 9pV 問3 である。定圧変化であるから,気体が外へした仕事 Wac C→AQ BC は. A WBc = 3po (3Vo - Vo) = 6po Vo これは,図44-1の影部の面積に等しい。 熱力学第1法則 により,気体が吸収した熱 QBc は, である QcAは, QBC = AUBC + WBc=15po Vo E となる。 QcA <O 圧力 熱サイ 24-2,4 it Q.

青い線のところ なぜ低温から高温のほうに移動するのかわからないです 高温から低温に移動するのだと思っていました 教えてください

〇状態 (も ので, 熱力学第 Q₁-Q2 す 図15 可逆変化の例 (振り子の運動) と不可逆変化の例(インクの拡散 ) せっしょく -p.136 温度の異なる物体を接触させたり混ぜ合わせたりすると,高 温の物体から低温の物体に熱が移動し, やがて温度が等しくな ったところで熱の移動が止まる。外部からの操作がない場合に は、低温の物体から高温の物体に自然に熱が移動し, 温度差が 大きくなることはない。 つまり熱の移動は不可逆変化といえる。 一般に,熱に関する現象は不可逆変化である。 仕事をすべて 熱に変えることはできるが, 熱機関で熱を仕事に変えるときに は、必ず熱を排出する過程が必要であるため, 熱をすべて仕事 に変えることはできない。 つまり、 熱効率が1(100%)の熱機 関は存在しない。 ※火を近づける前に、 けいこう 紙コップの上方に蛍光 灯など割れるものがな いか確認する。 注意 ▼表3 おもな熱機関の熱効率 現在も、熱効率をより高めるため の努力が行われている。

(１)の内部エネルギーの増加についてです。なぜ右の写真の公式は使えないんですか？😭

126定積変化,定圧変化■ 圧力 po [Pa], 温度 To [K] でn [mol]の理想気体があ る。この気体の定積モル比熱を Cv [J/ (mol・K)], 気体定数を R [J/(mol・K)] とする。 (1)この気体の体積を一定に保って, 温度を To [K] から T [K] まで上げたとき, 内部エ ネルギーの増加⊿Uは何か。 また,このときの圧力は何Paになったか。 (2) 初めの状態(po [Pa], To [K]) から, 圧力を一定に保って, 温度を To [K] からT[K] まで上げた。 このとき, 気体が外部にした仕事 W' は何Jか。 (3)(2)の状態変化に要した熱量Qは何Jか。 (4) 定圧モル比熱 C, [J/(mol・K)] を Cv, R を用いて表せ。 例題 22

熱力学の途中式の式変形について教えて頂きたいです。 画像の式変形がどうしても分かりません 分かる方おられましたら、教えて頂きたいです何卒よろしくお願い申し上げます。

Po P = - P₂ (V-Vo) + 2 Po Vo 凸 この式変形のやり方を教えて下さい P = - (V-3V.)

(1)から分からないです。

半径rの球形容器内に物質量nの理想気体が入っており、個々の気体分子は器壁と弾性衝突を繰り返して いる。 気体分子の質量を m, アボガドロ定数をNA, 気体定数Rとして、次の各問に答えよ。 m (中心) P (1) 図のように速さ”の気体分子が,器壁の点Pに入射角 0 で衝突した。 1回の衝突による分子の運動量の 変化の大きさはいくらか。 (2) この分子が器壁と衝突してから次に器壁に衝突するまでに進む距離はいくらか。 (3)この分子が1秒間あたりに器壁に衝突する回数はいくらか。 (4) 器壁が1個の分子から受ける力の大きさの, 1秒間あたりの平均はいくらか。 さ (9) 5) 容器内の気体分子の速さの二乗平均をとする。 気体分子全体が器壁に与える力の大きさはいくらか。 容器の体積をVとする。 気体の圧力をV,Na, n, m, を用いて表せ。 気体分子の平均の運動エネルギーを, 絶対温度T を用いて表せ。

物理基礎です。 熱力学第一法則の問題です。

(4) 気体に75Jの熱量を加えたところ、 気体の内部 エネルギーは45J増加した。 気体は仕事をしたか されたか。 また. その仕事は何Jか。

(1)について質問です B室のところで圧力をp1として計算しているのはなぜですか？

状態 1 A 室 IS B室 To To L L 265 断熱変化■ 図のように,両端を閉じた長さ2L, 断面積Sのシリンダー内部に, なめらかに動く厚さの無視 できる壁を取りつけ, A室およびB室に区切る。このシリ ンダーおよび壁は断熱材でつくられており, A室内の気体 はヒーターにより加熱できるものとする。 A室およびB室 状態 2 のそれぞれに, 温度 To の単原子分子理想気体1mol を封 入すると,気体の圧力はともに po となり, 壁はシリンダー の中央に静止した (状態1)。 次にA室内の気体を加熱した A 室 B 室 T1 T2 d ところ, A 室内の気体の圧力が上昇し、壁がシリンダーの中央よりd (<L)だけ右 に移動し静止した(状態2)。 A室内の気体が吸収した熱量Qと壁の移動量dの関係を求 めたい。 気体定数をRとする。 (1) 状態2におけるA室内の気体の温度 T, およびB室内の気体の温度T2を, To, L, d, Do, p を用いて表せ。 P1 5 =/1/3とし (2) を, L, d を用いて表せ。なお, 単原子分子理想気体の断熱変化では,y=1/3 po てV'=一定の関係が成りたつことが知られている。 (3)状態1から状態2への変化で,A室内の気体の内部エネルギーの変化 4UA, および B室内の気体の内部エネルギーの変化 4UB を, To, R, L, d を用いて表せ。 (4) A室内の気体がB室内の気体に対してした仕事を Wとする。 4U および 4UB を, QWのうち必要なものを用いて表せ。 (5) Q を, To, R, L, d を用いて表せ。 [22 岡山大 改] 254