熱力学です STEP3でQinがn(Cv+R)(T2-T1)となってますが、どうやってこれ出してますか？？

>>1 圧縮 比例 1 V グラフ ら、熱 出題パターン 38 定モル比熱と定圧モル比熱 「ピストンつきの容器内に, n モルの理想気体が, 体積V1, 温度Tで閉じ こめられている。 大気圧はp, 気体定数は R, 定積モル比熱を Cvとする。 「ピストンを自由に動けるようにして、熱を与えて温度をT2にした。この とき, 内部エネルギーの変化 4U, 気体が外部にした仕事 Wout. 気体に加 えた熱 Qin はいくらか。 また、 以上の結果から,気体の定積モル比熱 Cr と 定圧モル比熱 C, の間にはどのような関係があるか。 解答のポイント! 定圧変化であっても4U = Con⊿T の形となることに注意。 解法 熱力学の解法3ステップで解く。 AJR STEP1 変化の前後でのか,Vn,Tを 図示する。 ここでピストンは自由に動けるので, ピストン内の気体の圧力は大気圧とつりあって いて,いつもpとなる。 このように、大気圧、 重力などの一定の力を受け自由に動けるピスト 前 p V₁ 4 大気圧 nTi ンでは、必ず定圧変化になるのだ。 また、後の圧力 体積を V2 (未知数) とおくと, DV2 n T2 大気 1圧 図 11-4 前 (3 p Nout 前:pV=nRT ... 1 負 後:pV2=nRT ... ② -Wout E縮 STEP2 Vグラフは図11-5のようにな る。 色のついた部分の面積が外へした仕事 Wout V₁ V2 体積V 1). になる。 図 11-5 いる にあ STEP3 熱力学第1法則を表 (表中雪)にまとめると, Qin n(Cy+R) (T2-T, + 4U Wout Cyn (T-T) |p (V2-V)=nR(T2-T) (1②より) また,定圧モル比熱 C, は, 圧力一定で1モルの気体を1K上昇させるのに要する熱 であるので,Qmでn=1 [mol], T2-T=1 [K] としたものに等しく. C=1x (Cy+R)×1=Cv+R この式は理想気体であれば必ず成立するので、この例題とともに覚えておこう。 STAGE 11 気体の熱力学 125

熱力学です STEP3でQinがn(Cv+R)(T2-T1)となってますが、どうやってこれ出してますか？？

出題パターン 38 定積モル比熱と定圧モル比熱 ピストンつきの容器内に、 モルの理想気体が, 体積 V1. 温度Tで閉じ こめられている。 大気圧はp, 気体定数は R, 定積モル比熱をCとする ピストンを自由に動けるようにして、熱を与えて温度を T2 にした。この とき, 内部エネルギーの変化 4U, 気体が外部にした仕事 Wout 気体に加 えた熱 Qin はいくらか。 また、 以上の結果から, 気体の定積モル比熱 Cr と 定圧モル比熱Cの間にはどのような関係があるか。 解答のポイント! 定圧変化であっても 4UCn4T の形となることに注意。 解法 熱力学の解法3ステップで解く。 STEP1 変化の前後でのか,V,n,Tを 図示する。 ここでピストンは自由に動けるので、 ピストン内の気体の圧力は大気圧とつりあって いて、いつもp となる。 このように、大気圧, 重力などの一定の力を受け自由に動けるピスト 前 p V₁ 大気圧 nTi D V2 大気 nT2 図 11-4 ンでは、必ず定圧変化になるのだ。 また後の圧力は最 体積を V2 (未知数) とおくと, 前:pV=RT ... ① 前 圧 Wout 後:pV2=nRT2 ... ② STEP2 Vグラフは図11-5のようにな る。 色のついた部分の面積が外へした仕事 Wout になる。 0 V₁ V2 体積V 図11-5 STEP3 熱力学第1法則を表 (表中) にまとめると, Qin 4U + Wout n(Cy+R) (T2-T) Crn (T2-T)p (V2-V)=nR(T2-T) (1 ②より) また,定圧モル比熱 C, は, 圧力一定で1モルの気体を1K上昇させるのに要する熱 であるので,Qmmでn=1 [mol], T2-T, = 1 [K] としたものに等しく =1x (C+R)×1= [Cy+R この式は理想気体であれば必ず成立するので、 この例題とともに覚えておこう。 STAGE 11 気体の熱力学 125

高校物理の問題です。 （4）の問題で、私は熱力学第一法則を用いて求めようとしましたが答えが合わなくて困っています。 どこが正しくないのか指摘をお願いいたします。

42 1* なめらかに動く質量 M 〔kg〕のピストン を備えた断面積S 〔m〕の容器がある。こ れらは断熱材で作られていて,ヒーターに 電流を流すことにより, 容器内の気体を加 熱することができる。 ヒーターの体積,熱 容量は小さく,無視できる。 容器は鉛直に 保たれていて,内部には単原子分子の理想 気体がn [mol] 入っている。 気体定数をR [J/mol・K〕, 大気圧を Po〔N/m²〕, 重力加 速度をg 〔m/s2〕とする。 ピストン HP 図1 図2 (1) 最初, ヒーターに電流を流さない状態では,図1のように, ピスト ンの下面は容器の底から距離 [m] の位置にあった。 このときの気体 の温度はどれだけか。 (2)次に,ヒーターで加熱したら,ピストンは最初の位置より 12/27 上昇 した。 気体の温度は(1)の何倍になっているか。 また, ヒーターで発生 したジュール熱はどれだけか。 (1)の状態で,容器の上下を反対にして鉛直にし、気体の温度を(1)の 温度と同じに保ったら、 図2のように, ピストンの上面は容器の底か 41の位置で静止した。ピストンの質量 M を他の量で表せ。 (4)この状態で,ヒーターにより, (2) におけるジュール熱の1だけの 熱を加えたら、ピストンの上面は容器の底からどれだけの距離のとこ ろで静止するか。 0168-A (名城大)

教えて欲しいです！🙇🏻‍♀️🙏🏻（3）の問題なのですが熱量（Q3）を加えたけど内部エネルギーが変化しなかったのは気体が外部に熱量と同じ大きさの仕事（Q3）したから結局は内部エネルギーが変わらないということですか！！？

224 熱力学第一法則■ 円筒形の容器の中に, ピスト ンによって気体が封入されている。 気体 リード (1) 気体の体積を一定に保って気体に Q1 [J] の熱量を与えたとき, 気体がした仕事は 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 (2) 気体の圧力を一定に保って気体にQ [J] の熱量を与えたら,気体は膨張した。 とき,気体は W2 [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 気体の温度を一定に保って気体に Q3 [J] の熱量を与えたとき,気体の内部エネル 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 W [J] 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。 リード D 229 水の 容器の中 割合で熱量 時間の経過 器と氷また 与えた熱は 容器のみが を334J/g, する。この た熱量は「

青線部が駆動力をあらわしていることはわかります。 緑線部は何をあらわしているのでしょうか？ 説明お願いします

日常 136 ガソリン機関の熱効率 60km/hの速さで走るとガソリン 1Lあたり 10 km 走 28 45 ることのできる自動車がある。 この自動車の駆動力を1.05×10° N, ガソリン 1Lか ら得られるエネルギーを3.5×107 J/L として, 60km/hで走るときの熱効率を求めよ。 解説を見る 考え方 24 e= W' Q₁ 解説 60km/hで走るとき, ガソリン1Lあたりにこの自 動車のガソリン機関がする仕事W' は, W = Fx より W' = 1.05 × 103×10×10°= 1.05 × 107J e = ガソリン 1Lあたり 3.5 × 107Jのエネルギーを得ら W' より, Q₁ を使う。 れるので, 熱効率はe 1.05 x 107 3.5 x 107 = - 0.30 (30%) N 書込開始

なぜpvグラフの面積は気体がする仕事に等しくなるのですか？

定圧変化 (等圧変化) TA<TB 20 [Q] [40] W' 等温変化 Op p か W' V AV V p' 0 Vi AU 断熱変化 104 p M V -DV=一定 A W' A B W' W' X4U W' TA=TB ■高温 低温 体積V pV' = - B 等温 V′ 体積 V TA>TB B ■高温 低温 V' 体積V (1) 気体の圧力を一定に保って行う状態変化。 (2) 圧力一定→ 気体がした仕事 W' = AV (=nRAT) 気体がされた仕事 W = -W'=-DAV 熱力学第一法則 「⊿U=Q+W」より QCAT(定圧変化のとき成立) (23) [参考] Cp=Cv+R (マイヤーの関係) AU=Q-DAV (3) 定圧モル比熱 Cp [J/(mol・K)] (1) 気体の温度を一定に保って行う状態変化。 ボイルの法則 「V=一定」が成立。 (2) 温度一定 (4T=0) → 4U = 0 熱力学第一法則 ｢4U=Q+W」 より Q=-W またはQ = W' /W : 気体がされた仕事 W' : 気体がした仕事 (1) 気体との熱の出入りをなくして行う状態変化 ポアソンの法則 「DV=一定」が成立。 (y=Cp/Cv: 比熱比,単原子分子ではy=5/ (2) 熱の出入りなし → Q=0 熱力学第一法則「4U=Q+W」 より 4U = W またはQU=-W' 例 断熱圧縮: W > 0 → 4U0 (温度上 COGETI 断熱

物理基礎です。最後の答えがなぜ0.9ではなく0.90になるのか教えてください🙏

基本例題36 熱量の保存 周囲を断熱材で囲んだ熱量計に, 2.5×102g の水を入れると,全体の温度が23℃となった。 この中に,100℃に熱した質量 2.0×102gのア ルミニウム球を入れ, 静かにかき混ぜたところ. 全体の温度が 34℃ となった。 アルミニウムの銅の容器 比熱はいくらか。ただし, 水の比熱を 4.2 水 J/ (g・K), 銅の容器と銅のかき混ぜ棒をあわせ た熱容量を30J/K とする。 指針 熱平衡に達したとき, 高温のアルミ ニウム球が失った熱量は, 低温の水, 容器, かき 混ぜ棒がそれぞれ得た熱量の和に等しい。 ■解説 アルミニウム球が失った熱量を Q [J],その比熱をc[J/g-K)] とすると, 「Q=mcAT」 の式から, Q. = (2.0×10²) xcx (100-34)=13200c[J] 一方、水が得た熱量を Q2 〔J〕, 容器とかき混ぜ棒 が得た熱量を Q〔J〕 とする。 Q2 は, 「Q=mcAT] の式から, Q2=(2.5×10%) ×4.2×(34-23)=11550J 温度計 熱量計 解説動画 基本問題 268,269,270 銅のかき混ぜ棒 ・断熱材 アルミニウム球 第Ⅲ章 Q3 は,「Q=CAT」 の式から, Q3=30×(34-23)=330J 熱量の保存から, Q1=Q2+Q3 の関係が成り立つ。 13200c=11550 +330 c=0.90J/(g・K) SKO*.00S Point 熱量の保存では、次の関係を利用して 式を立てるとよい｡ (高温の物体が失った熱量の和) = (低温の物体が得た熱量の和) |熱力学

熱力学第一法則が何が何だかわかりません マイナスにする時の見分け方や簡単な覚え方などあったら教えてください！

物理基礎です この熱力学第一法則の解説がイメージできません。 詳しく教えて欲しいです🙇🏻

0 大] 88. 熱力学第一法則 円筒形の容器の中に, ピストンによって気体が封入さ 気体 れている。 定積変化 保護の変化が (1) 気体の体積を一定に保って気体にQ[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Q2 [J] の熱量を与えたら, 気体は膨張した。 このとき,気体はW2〔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 Q3 [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 W [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。

これ(3)で気体が外にする仕事じゃなくて気体がされる仕事を考えたら答え(x)になっちゃうんですけど、どこがおかしいですか

例題2-13|||||| 1モルの単原子分子理想気体の圧力が PA 〔Pa〕, PA 18, 体積が VA[m²] の状態をAとする。 この状態から, PA----- A 図の3本の実線で示す過程によって, 圧力が PB 〔Pa〕 になるまで変化させて得られる状態を,それぞれ, B, C,Dとする。 ここで, A→Bは定積過程, AC は断熱過程, A→Dは等温過程である。 また, 状態 C の体積を Vc [m²] とする。 PB VA Vc MA→Bの過程で,気体に外から加えられる熱量はいくらか。 |||||||||||| 種々の変化 0 B C D A→Cの過程で,気体に外から加えられる仕事はいくらか。 (3) (X) A→B→C→D, (Y) A→C→D, (Z) AD の3過程のうち, 気体に外から加えられる総熱量が最も大きい過程はどれか。 (東京工業大)