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物理 高校生

Bの(1)の問題で、答えは写真の通りです。友達にQin=ΔU+Woutの方法を教えてもらい、そのやり方でやってみたのですが、このやり方だと状態C→Bで仕事をするので、その分の熱量が加わると思うのですが解説見ると含まれていません。どのように考えればいいか教えてください。 参考... 続きを読む

~ N1, の気 これ を $ F, 必68. 〈等温変化 ・ 定積変化・定圧変化 > なめらかに動くピストンがついた円筒容器内にn [mol〕の 理想気体が入っている場合を考える。 気体は外部から熱を吸 PA 図 1 収したり, 外部へ熱を放出することができる。 理想気体の内 部エネルギーは, 分子の数と絶対温度 T [K] のみで決まる。 この理想気体の定積モル比熱 Cv_[J/(mol・K)〕 や定圧モル比 Cp [J/mol-K)] は,温度によらず一定である。 気体の圧 カ [Pa] と体積V[m*] の関係を表した図(図1)を参照し て,次の問いに答えよ。 気体定数はR_J/(mol・K)〕 とする。 〔A〕 温度の等しい状態Aと状態Bを考えよう。最初、気体は圧力 ^ [Pa], 体積 Va [m²], 温度 T 〔K〕 の状態Aにある。 状態Aから状態B(圧力 DB [Pa], 体積 VB 〔m²〕,温度 T1, ただし VB<VA)に達する過程はいろいろ考えられる。 過程 I は, 等温変化により状態A から状態Bへ変化させる過程である。 過程Iで気体が外部からされた仕事を W 〔J〕, 外 部から吸収する熱量を Q1 〔J〕 とする。 このときW と Q の間に成りたつ関係式を求めよ。 〔B〕状態Aから状態Bへ変化させる過程ⅡIⅠは,まずピストンを固定して外部から気体に熱 を与えて状態Aから状態 C (圧力 DB, 体積 VA, 温度 T2 〔K〕) まで変化 (定積変化) させ, そ の後圧力を一定に保ちながらピストンを動かして状態Cから状態Bへ変化 (定圧変化) さ せるという過程である。 PB(T=T₁) II DB 0 III D 1 VB I III C(T=T₂) II A(T=T₁) VA V (1) 過程ⅡIで気体が外部から吸収する熱量 Q2 〔J〕 は, 状態Aから状態Cへの変化で気体が 外部から吸収する熱量と, 状態Cから状態Bへの変化で気体が外部から吸収する熱量の 和で求められる。 Q2 を Cv と Cp などを用いて表せ。 (2) 過程ⅡIで気体が外部からされた仕事 W2 〔J〕 , DB, VB, V』 を用いて表せ。 (3) (2)の結果と熱力学第一法則を用いて,過程ⅡIで気体が外部から吸収する熱量 Q2 を求め,

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物理 高校生

大門2の(2)の答えは、 8・4×10^2J となっていますが、840Jではないのは何故ですか

T= 2 熱容量と比熱 次の問いに答えよ。 (1)質量 200gの銅製の容器がある。銅の比熱は0.38 J/(g·K) であ る。この容器の熱容量を求めよ。 (2) 水の比熱は4.2 J/(g·K) である。水40gの温度を5.0Kだけ上げ るのに必要な熱量を求めよ。 (3) ある金属片 50g に 450Jの熱量を与えたところ,温度が 10K上 昇した。この金属の比熱を求めよ。 まとめ D 2 (3) 27 る。 t= (1) 76 J/K 温 (2) 8.4× 10J (3) 0.90 J/(g-K) よ 熱量の保存 まとめ E |3 質量200 g,温度 20℃の鉄製の容器に 60 ℃の水50gを入れた。し ばらくして熱平衡になったときの温度を[℃]とする。水の比熱は 4.2 J/(g-K), 鉄の比熱は 0.45 J/(g·K)である。 (1) 水が失った熱量を,tを含む式で表せ。 (2) 容器が得た熱量を, tを含む式で表せ。 (3) 熱の移動は容器と水の間だけで起こるものとする。熱平衡にな ったときの温度を求めよ。 単 (1) 熱 (1) 210(60 - t) [J] 「Q (2) 90(t- 20) [J] 水た 50 (3) 48 ℃ (2)熱 「Q 容 200 [4 熱の伝わり方 次の(1)~(3)の現象は, いずれも熱の伝わり方を示すものである。そ れぞれは,熱伝導, 対流, 熱放射のいずれか答えよ。 (1)寒い部屋でストーブに火をつけ室内全体の空気を温めるとき (2) コップにお湯を入れてコップが温められるとき (3) 日光で道路のアスファルトが熱くなるとき まとめ F (3) 熱 [4 (1) 対流 は 210 (熱伝導 よ ()熱放射 2) (1) 求める熱容量を C(JK] とする。熱容量の式「C = mc」に, 質量 m = 200 g, 比熱c= 0.38 J/(g·K) を代入して C= 200 × 0.38 = 76 J/K (2) 求める熱量をQのとする。熱量の式「Q= mc(T, - T)」に, 質量 m = 40g. 比熱c=D 4.2 J/(g·K), 温度差 T。 -T,= 5.0 Kを代入して Q=D 40 × 4.2 × 5.0 = 840 = 8.4 × 10°J (3) 求める比熱をc(J/(g-K)] とする。 熱量の式「Q = me (T,

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