(5)(6)(7) の解き方を教えてください🙏

仕事 した (5) 変形しない容器に入った気体が54Jの熱量を放出した。 気体の内部エネルギーは増 加したか、減少したか。 また, その変化量は何Jか。 (6) 内部エネルギーを変化させずに気体を膨張させた。 気体が外部にした仕事が 9.0 J のとき,気体は熱を吸収したか,放出したか。 また、その熱量は何Jか。 (7) 内部エネルギーを変化させずに気体を圧縮した。 気体が外部からされた仕事が 94 J のとき, 気体は熱を吸収したか, 放出したか。 また, その熱量は何Jか。 (8) 外部と熱のやりとりのない容器に気体を入れ、気体を圧縮したところ、気体がされ た仕事が 1.2 × 103 Jのとき,気体の内部エネルギーは増加したか、減少したか。 ま た、その変化量は何Jか。

物理基礎　熱の分野についてです。 熱力学第一法則というのがイメージできず上手く理解できません。どなたか簡単に熱力学第一法則について説明していただきたいです🙇‍♀️

(4)で、W=3/2nR⊿Tで⊿T=0からw=0になってしまったんですが、どうすればいいのでしょうか？？

リード C 基本例題 25 気体の状態変化 PA 1molの単原子分子理想気体を容器の中に封入し,圧力 と体積Vを図のA→B→C→Aの順序でゆっくり変化さ3po せた。C→A は温度 T の等温変化であり,その際気体は 外部へ熱量 Q を放出した。 次の量を, To, Q, および, 気 Po 体定数Rのうち必要なものを用いて表せ。また,問いに答 O 第8章 気体分子の運動 気体の状態変化 69 えよ。 (1) 状態 B の温度TB (2) A→B の過程で気体が外部にした仕事 WAB と気体が吸収した熱量 QAB (3) B→Cの過程で気体が外部にした仕事 WBC と気体が吸収した熱量QBc (4) C→Aの過程で気体が外部にした仕事 WCA 問 Q=1.1RT のとき, 1サイクルの熱効率eを有効数字2桁で求めよ。 3poVo=RT A→Bは定圧変化である。 気体がし た仕事は 「W'= AV 」 より WAB=3pox (3Vo-Vo)=6poVo ①式を用いて WAB=2RT このときの内部エネルギーの変化 4UNBは「AU = 12/23nRAT」より 3 4UAB = 1 ×1×R(3To-To)=3RT 熱力学第一法則 「4U = Q+W」 と 「W=-W'」 より 「Q=4U+W'」 (W' : 気体がした仕事) なので QAB=3RT+2RT=5RT。 (3) B→Cは定積変化なので、気体が外部 にした仕事 WBc=0 である。 このと きの内部エネルギーの変化⊿UBCは 4UBc=1×1×R(T-3T) A =-3RTo Vo 指針 気体がした仕事を W' とすると, 熱力学第一法則 「4U = Q+W」と「W=-W'」 より 「Q=4U + W'」 となる。 各過程での Q, 4U, W' を表にまとめながら考えるとよい。 熱 効率を求めるとき, 「気体がした仕事」 は正の仕事・負の仕事をあわせた正味の仕事を考え る。一方, 「気体が吸収した熱量」 には、気体が放出した熱量を含めない。 「Q=4U+W'」 より 解答 (1) 状態AとBとでシャルルの法則を用 Vo_3Vo To いると TB よってTB=3To (2) Aでの状態方程式より 3poxVo=1×RT。 ►► 130 3VoV QBc=-3RT+0=-3RT。 [注 QBc<0であるから, 実際には気体 は熱を放出したことがわかる。 (4) C→A は等温変化なので, 内部エネルギ の変化 4UcA=0 である。 また,問題 文より,気体が放出した熱量はQである (吸収した熱量はQo)。 「Q=4U + W'」 より -Qo=0+Wc よって WcA=Qo 以上の結果を下の表にまとめる。 -3RT-3RTo 4U + W' A→B (定圧) 5RTo 3RT 2RTo BC (定積) 0 - Qo 0 -Qo CA ( 等温) 一周 2RTo-Qo 0 |2RT-Qo 問 気体がした正味の仕事 W' は W'=WAB+WBc+WcA=2RT-Qo 気体が吸収した熱量 Qin は Qin=5RT [注 放出した熱量を含めてはいけない。 W' 2RTo-Qo Qin 5RT｡ よってe= ここで, Qo=1.1RT を代入すると 2RT-1.1RT 0.9 e= 5RTo -=0.18 5

（4）の解説で、W>0というのはどこからわかるのでしょうか？

必修 基礎問 6. 熱力学と分子の運動 39 熱力学第1法則 AJE 圧力 [Pa] B P₂. CH 単原子分子の理想気体をピストンの付いた容器に 入れ、その状態を図の(a) A→B→C→D→A, (b) A→B→D→Aと2つの経路にそって変化させた。 ここでB→Cは等温変化, B→Dは断熱変化である。 図に与えられた [Pa], p2 [Pa〕, V1 [m²], V2 〔m〕 を用いて, 以下の問いに符号に注意して答えよ。 (1) A→Bの変化において、 気体に与えた熱量 〔J〕 を求めよ。 (2) DAの変化において、 気体に与えた熱量 〔J〕 を求めよ。 (3) B→Cの等温膨張において,気体に与えた熱量に相当する p-V グラフ の面積を図に斜線で示せ。 Ho X 気体の断熱膨張において, 温度が下がる理由を簡潔に説明せよ。 (5) B→Dの断熱膨張において,気体が外部にした仕事 [J] を求めよ。) (金沢大) A 0 V₁ CD 物理 [5] D V2 体積 [m²]

至急です！！！ 締め切りが明日なので急いでます！！ 物理基礎の「熱と仕事」「熱効率と不可逆変化」についての問題です。 答えを教えてください！

4.「熱と仕事」 「熱効率と不可逆変化」 について,次の( )に適当な語句や数値を書きなさい 解答番号 56~60 (1) 気体を形づくっている原子や分子は, 熱運動による運動エネルギーや位置エネルギーをもって いる。これらのエネルギーの総和を ( 56 )という。 (2) 気体が吸収した熱量と気体がされた ( 57 ) の和は,気体の内部エネルギーの変化に等しい。 これを(58)という。 (3) 蒸気機関や各種エンジンのように, 熱の形でエネルギーを供給して仕事を取り出す装置を といい, 燃料から発生する熱に対する有効な仕事の割合を表 量を, ( 60 )と いう。ディーゼル機関の60は0.3 ~ 0.4 である。

この問題の（5）の解説の下線部が分かりません。 教えて頂きたいです。

5 気体の状態変化 ・ 熱効率 Anun 円筒容器にピストンで単原子分子理想気体を封じ、容器内外の圧力を1.0×105 Pa, 気体の温度を3.0×102K, 体積を 2.0×10-3m² とした。 このときの気体の状態をA として、次の手順で気体の状態を変化させた。 過程Ⅰ ピストンを固定したまま気体に熱量を与えたところ,気体の圧力は 2.2×105Paになった (状態B)。 過程Ⅱ 次に,気体の温度を一定に保ちながらピストンをゆっくりと操作したと ころ,気体は 3.5×10℃Jの熱量を吸収し、 圧力が1.0×10 Paにもどっ た (状態C)。 状態Cで気体を放置したところ、 気体はゆっくりと収縮し、 状態Aに もどった。 過程ⅡI (1) 過程IⅡI→Ⅲの変化を、横軸に体積V, 縦軸に圧力をとったグラフと, 横 軸に温度 T, 縦軸に体積Vをとったグラフに示せ。 なお, グラフには変化の 向きを示す矢印を入れ, 状態 A~Cでの横軸と縦軸の値を明記せよ。 (2) 各過程での気体の内部エネルギーの変化 401 〔J], 4U [J], ⊿Um [J]を求めよ。 (3)各過程で気体がされる仕事 W 〔J〕, WⅡ [J], Wm [J]を求めよ。 (4)過程IとⅢで気体が外部から吸収する熱量 Q1 [J], QⅢ [J]を求めよ。 (5) この1サイクルにおける熱効率を求めよ (分数で答えてよい)。 20 8

この問題の考え方、解説をお願いしたいです🙇‍♀️

13 なめらかに動くピストンがついた容器にn [mol] の単原子分子理想気体を閉じこめたと ころ,温度が T〔K] になった。この気体に対し次のような操作をしたときの,気体の内部 エネルギーの変化 4U [J], 気体がされた仕事 W [J], 気体が受け取った熱量Q〔J〕 をそれ ぞれ求めよ。 気体定数を R [J/(mol・K)] とする。 (1) 体積を一定に保ったまま、温度を T1 [K] にした。 (2) 圧力を一定に保ったまま,温度をT][K] にした。

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,

比熱の問題です。解答も添付しました。 問題文に疑問があるのですが、なぜわざわざ400gを2回に分けてポットに入れるという問題にしているのか分かりません。400ｇをそのまま入れても計算式は変わらないと思います。ひっかけでしょうか。わかる方教えてください。よろしくお願いします。

物理 問4 Aさんはコーヒを飲むためにポットに200gの水を入れ,スイッチを入れて 加熱し始めた。途中でBさんも一緒に飲みたいと言ったので, スイッチを入 れたまま,さらに200gの水を追加した。スイッチを入れてから126 秒後に水 の温度は(00℃になり沸騰し始めた。ポットの消費電力をL.0kW, 水の比 熱を4.2)/(g·K)とする。加熱前の水の温度はいくらか。 最も適当な数値を, 次の0~6のうちから一つ選べ。ただし,途中で追加した水の温度は, 加熱前 の水の温度と等しいものとし, 熱はポットと水の間だけで移動するものとする。 また,ポットの熱容量は無視できるものとする。 0 5 2 10 () 15 の 20 6 25 6 30

河合塾模試過去問 熱の問題です。 26番の解説を詳しくしていただきたいです。 まだ熱分野を最後まで習っていなくて、定積変化等や熱力学第一法則は既習しておりますが、熱効率とか正味の仕事とかよく分かりません。

B 密閉容器に封入した単原子分子の理想気体の状態を, 圧力P, 体積Vの状態 Aから,次の(a), (b), (C)のように変化させた。 図1はその変化における圧カー 体積グラフである。 (a) 状態 A から状態 Bへの変化は定積変化で, 変化の間, 気体は熱を吸収し続 け,吸収した熱量は Q, である。 (b) 状態Bから状態Cへの変化は定圧変化で, 変化の間, 気体は熱を吸収し続 け,吸収した熱量は Q2である。 (c) 状態Cから状態 A への変化は圧力と体積が比例する変化で, 変化の間, 気 体は熱を放出し続け, 放出した熱量は Q。である。 圧力 B ic. 3P 2P P A 体積 2V 3V 図 1 問3 状態 A → 状態 B→ 状態 C→状態 Aの1サイクルの間に気体が外部に対 してした仕事の総和(正味の仕事)を表す式として正しいものを, 次の0~ のうちから一つ選べ。 25 0 Q+ Q2+Q。 2 Q- Q2+Q3 Q.+ Q2- Q。 -Q+Qz+Qs 6 - Q- Qe+ Qs 6 - Q.-Q2-Q