この式変形がよく分かりません Tはどこから出てきたんですか？

3 = AU = 2 リーミARAT=4A7より. 3 pV -4T より, 理想気体の状態方程式 2 bV= nRT 200000006 - TA)

(1)の問題なのですが、僕はボイルシャルルの法則で解いたのですが答えは状態方程式を使って答えが違いました。 ・なぜ答えが違うのか ・なぜ状態方程式を使うのか ・各々を使うタイミング 等を教えて頂きたいです

234.気体の状態方程式● 図のように, 円筒形の容器がなめ らかに動くビストンで2つの部分 A, Bに仕切られていて, 円筒 の両端からピストンまでの距離は初め, 4 [m], 2 [m]であった。 Aには n [mol), Bには n2 [mol] の理想気体が入っている。 (1) Aの温度は T[K] であった。 Bの温度 TB [K] を求めよ。 (2) 次に, Bの温度はそのまま一定に保ちながら, Aの温度を上げたらピストンはu 動いた。Aの温度TA(K] を求めよ。 A|||B -ム- 23

赤線の部分について なぜQabの熱量を求められているのにaを使うんですか？

581 基本例題 59気体の状態変化と循環過程の 85 右のグラフのように, 単原子分子理想気体の圧力かと 体積VをA→B→C→Aの順に変化させた。状態 A. Bの温度はそれぞれ 200K, 800 K であり, 過程B→C P は等温変化で, B→C間に気体がした仕事は 2.8×10°J がl×10° Pa) B(800 K) であった。 (1) A→Bの過程で気体が得た熱量はいくらか。 (2) B→Cの過程で気体が得た熱量と内部エネルギー の変化量はそれぞれいくらか。 (3) C→Aの過程で気体がした仕事はいくらか。 (4) A→B→C→Aの過程で気体がした正味の仕事はいくらか。 (5) これを熱機関として利用したとき, 熱効率を有効数字2桁で求めよ。 0.50 A(200 K) C(800 K) 0 0.010 V VIm°) 考える (2)は熱力学第1法則より,(3)は p-Vグラフから仕事(面積)が求められる。 (解説) 3 -nRAT 2 (1) 定積変化だから, Q= 4U= 3 pV 理想気体の状態方程式 ニ 27 4Tより. 2 T Qa-B 2 3. pA Va(TB-Ta) かV= nRT 三 T。 3 0.50 × 105×1.0× 10-2 ×(800- 200) T 三 2 200 : 2250 = 2.3 × 10°J ニ

64<シリンダー内のピストンの運動> ⑶が定圧変化になる理由を教えてください🙏

2L回衝突するの 間 At の間に壁面Aの受ける力積は 2mu,x "At _ mu;At (N.o 0| 48 9気体分子の運動と状態変化 外で空気の圧力は等しい。 次に, 球体内の空気をゆっくり加熱して, 空気の温度をアに る。このとき球体内の空気の密度はpであった。 (2) pをTo, Po, Tを用いて表せ。 空気を除いた気球にはたらく重力の大きさは, 重力加速度の大きさをg[m/s"] とまっ と,Mg[N] である。また, 球体内の空気の温度がTのとき, 空気の質量はpV[kg〕 で去 る。球体内の空気にはたらく重力の大きさは, V, To, Po, T, gを用いてオ]xg[N) と表すことができる。 よって, 空気を含む気球にはたらく重力の大きさF[N] は, F=(M+())×g で与えられる。一方, 空気中に置かれた球体は, 球体外のまわりの空気 から鉛直上向きに押し上げる力, すなわち, 浮力を受ける。 簡単のため, 球体外のまわり の空気の密度をPo とすると, その浮力の大きさf[N] は球体内の空気と同じ体積をもっ 球体外の空気にはたらく重力と同じ大きさで, f= カ]×g で与えられる。いま, Tが Fと子の一致する温度 T,[K] をこえると,気球が上昇し始めた。 (3) 横軸に球体内の空気の温度 T, 縦軸にFをとって, グラフの概形をかけ。 (4) 球体内の空気の温度に対するFと子の関係から, 気球が浮上する理由を説明せよ。 (5)気球が浮上を始める温度 T, を1V, M, To, poを用いて表せ。 [16 大阪工大) 必幅64. 〈シリンダー内のピストンの運動〉 図のように,断面積S[m°] の十分長いシリンダーが鉛直に置かれて いる。シリンダー上部には質量を無視できるピストンがはめこまれ, シリンダー内部に理想気体が封入されている。 ピストンは断熱材で作ら れており, 気密を保ちながらなめらかに上下に動くものとする。シリン ダーは断熱材でおおわれており, 断熱材は取り外しできるものとする。 初期状態ではピストンは静止しており, ピストンの底部はシリンダーの 底から高さ ho [m] の位置にあり, シリンダー内部に封入された理想気体の温度は To[K], 圧力は Po[N/m°] であるとする。このとき, 次の問いに答えよ。 なお, シリンダー外部の大 気の温度を To[K], その圧力を Po[N/m°], 重力加速度の大きさをg [m/s°] とする。 (1)ピストンの上部に質量 M[kg] のおもりをゆっくりのせたところ, ピストンの底部がシリ ンダーの底から高さh、[m] の位置に下がった状態で静止した。 この状態における理想気 体の温度 T. [K]を To, Po, ho, h, M, S, gを用いて表せ。 (2) T, と Toの大小関係で正しいものを次のうちから1つ選び, 選択理由を20字程度で記せ。 (a) T;> To (3) 次に, シリンダーの側面の断熱材を取り外したところ, やがて, シリンダー内部に封入さ れた理想気体の温度は To[K] になり, ピストンの底部はシリンダーの底から h2[m] の位 置に変化した。h2を Po, ho, M, S, gを用いて表せ。 (4) h2と h,の大小関係で正しいものを次のうちから1つ選べ。 シリンダー ピストン ho[m] (b) T;=To (c) T;< To (d) 与えられた条件からは判断できない (a) h2>h. (b) h2=h」 (c) h2くh」 (d) 与えられた条件からは判断できない (5) 続いて, シリンダーの側面に断熱材を再び取りつけ, ビストンの上部のおもりをゆっくり 取り去ったところ, ビストンの底部はシリンダーの底から高さ hs[m] の位置で静止した。 この状態での理想気体の温度をT. [K] として, hsを ho, To, Ts を用いて表せ。 [千葉大] 断熱材

問3の解説の意味がわかりません わかる人教えてください お願いします

「3|図のように,断面積が SAm?)およびSim?)のピストン付き円筒容器AおよびB内に,それ デれ1モルの単原子分子からなる理想気体を入れ. Aを床に固定し, Bは滑らかな床の上におい た。このとき、まわりの圧力ば po[Pa), 両気体ともに温度はT。OK)である。 この状態を初期状 態として以下の実験を行った。ただし, 気体定数をR[J/(mol·K)], ピストンと円筒容器の間 は滑らかで、気体はもれないとする。 【実験1】 Aの気体に熱を与えると,その温度はT(K]に上昇した。 以下の問いに答えよ。 つように、 (問 1) Aの気体の内部エネルギーの増加量を求めよ。 三れrN[Q) よ。 (問 2) Aの気体に加えられた熱量はQ[J]であった。 Aの気体がピストンにおこなった仕事 WJ]はいくらか。 【実験2】 初期状態から, A とBの気体の温度をT:[K]に上昇させた。 以下の問いに答えよ。 関係式に (問 3) Bの気体の圧力を求めよ。 (間 4) Bが移動する距離を求めよ。

問3の解説の意味がわかりません わかる人教えてください お願いします

「3|図のように,断面積が SAm?)およびSim?)のピストン付き円筒容器AおよびB内に,それ デれ1モルの単原子分子からなる理想気体を入れ. Aを床に固定し, Bは滑らかな床の上におい た。このとき、まわりの圧力ば po[Pa), 両気体ともに温度はT。OK)である。 この状態を初期状 態として以下の実験を行った。ただし, 気体定数をR[J/(mol·K)], ピストンと円筒容器の間 は滑らかで、気体はもれないとする。 【実験1】 Aの気体に熱を与えると,その温度はT(K]に上昇した。 以下の問いに答えよ。 つように、 (問 1) Aの気体の内部エネルギーの増加量を求めよ。 三れrN[Q) よ。 (問 2) Aの気体に加えられた熱量はQ[J]であった。 Aの気体がピストンにおこなった仕事 WJ]はいくらか。 【実験2】 初期状態から, A とBの気体の温度をT:[K]に上昇させた。 以下の問いに答えよ。 関係式に (問 3) Bの気体の圧力を求めよ。 (間 4) Bが移動する距離を求めよ。

(１)のグラフなのですが、ab間の変化度合いの方がcd間の変化度合いより大きい理由を教えて欲しいです。

A→B よって Eント 69 (気体の状態変化と熱効率〉 Q 「DV=ー定」はアソンの法則といい, 理想気体の状態方程式 「V=nRT」 よりpを消去すると, nRT - =ー定 と表せるがnとRが定数であることから, ポアソンの法則は「TV7-!=ー定」 とも表せる。 (2) 状態。 Pa V (1) a→b, c-dは かV'=一定, b→c, d→aは V=一定 であるので図a a のようになる。 A→B (2)断熱変化では熱を吸収, 放出しないので, 熱を吸収, 放出するのは定積変化 であるb→c, d→aとなる。 b→cについて, 定積変化なので, 気体は仕事をしない。気体が吸収した熱 量をQbc とおくと, 熱力学第一法則より Qbc=Cv(Tc-T.)+0※A← Te< To より Qbc <0 となるので放熱しており, その熱量は Cv(T,-T.) d→aについて, b→cのときと同様に, 気体が吸収した熱量をQaa とおく と,熱力学第一法則より Qan= Cv(Ta-T.)+0 T> Ta より Qan>0 となるので吸熱しており, その熱量は Cv(T.-Ta) (3)気体が仕事をしたのはa→bとc→d。 断熱変化なので, 気体がした仕事 をそれぞれ Wab, Wed とおくと熱力学第一法則 「Q=4U+WLた」 より a→b:0=Cv(T,-T.)+Wab c→d:0=Cv(Ta-T)+Wed よって W=Wab+ Wed=Cv(T.-T,+Tc-Ta) (4)「カV=一定」, 理想気体の状態方程式 「かV=nRT」より ルルの P, d B→C. 圧変化 0 B→C V。 V。 Vェ 2T 図a 合※A 単原子分子理想気体 の内部エネルギーの変化』 ゆえに は また,定 AU=nCy4T WLた よって したがっ nRT -V=一定 (4) C→Dほ D→Aは よって TV'-1=一定 V ゆえにa→b, c→dの断熱変化について a→b:T.V27-=T,V,"-! c→d:T.Vi7-1= T』V2"-1 Wした 令※B 気体が吸収した製 Qin, 放出した熱量 Qa, 気 がした仕事 Wの間には W=Qm-Qout が成りたち,熱効率eは よって レ V\ア-1 したがって, ①, ②式より (-)- Ta_Ta To T。 (5) A→B(定 D(定積変1 張)は熱量 (5)熱効率eは, 吸収した熱量に対する仕事の比なので, (2), (3)より Ta- To+ To-Ta_1- W e= Qa W To- T。※B← Ta-Ta e=- Qm を放出して Ta- Ta ここで0, 2式より と書けるので eミ 1Qcl Tュ-Teー) e=1- Qaa (T-T)V7-1=(Ta-Ta)V2"-! よって T-T。 =1-テ-T。 Ta- V-1 3 2 ゆえに e=1- としてもよい。 74 物理重要問題集 ()

このような問題の解き方を教えてください。

ままNO PEつの 圧力1.0 xp 温度 ーー |) の体積は何 mm が - 4. 幅度47 で, 質量8.0x10- 2 理想気体の状態方程式 和有の用ラ縛2 ヵ ヵ ヵ のうち本所を中に二 い ム NsINs だたときの和気体の圧力ヵと体積 和 IS との関係を表すグラフを選べ。 症 ⑩議M @ Y ⑧ Y ④ 7 0 720508あの 6 っ 理想気体の状態方程式 右のグラ 4 る 4 6 7/ Y NN財 のうち, 圧力ヵ を一定に保った 2 の INs | か 1 が ときの気体の体積と絶対温度 か 00 7 との関係を表すグラフを選べ。 OM る⑯ 7 ⑧ ただし,- みくみみ.とする 6 っ

至急お願いします。 この問題の4番の解き方を教えてください

しコソルードルPH 凍の (4)) このときの分子の運動エネルギーはポルツマン定数ん と温度を用いで 馬こざ ぅ の ぅメ7 と表きれる。 この結果と(3)で求めた式より, 理想気体の状態方程式を導け。 (5) 容器内に密閉された He ガスの密度が 0.18 (kg/m?) であり, その圧力が 1.1X10! (N/m2)】 であるとき, この He ガスの温度は何 [K〕 か。ただし He の分子 景を4. ボルツマン定数 ん三1.38X10~“ J/K], アボガドロ定数 =6.02X102% 1/mol とする。 (弘前大) 単原子分子からなる理想気体 1 (mol) を状態 圧カ AP 匠状態 BCP。 の), 状態CO, ) 間で図の矢印の経路に沿って変化させる。ここ 戸 で過程 へつB は定圧変化,過程 BつC は定積変化過程 CつA は等温変化である。各過程で外部から気体に加 。 えられる熱量を @, 気体が外部にする仕事を 玉気体 の内部エネルギーの変化を 2 とするとき。 以下の問いに答えよ。ただし = M とし. 状態Aでの温度を 7。 気体定数を とする。 |(() (2) ワー0 の過程はどれか。 (B) 嘱>0 の過程はどれか。 、 (<) Q 叶 の間に成立する関係式を表せ。 。 (2) 状態Bでの温度 7ぉ を A。 を 表 (⑳ (4) 過程AつBにお 、(!) 過程BつC におい (4) 単原子分子からなる の関係が成立する。 変化させる。このと 表せ。

これの(1)お願いします🙇‍♀️🙇‍♀️

前 : ヵレー zCX(273寺27 後:のレニァEX(27387)" 頭 温度は絶対温度にして人 MS 2 360 2 ^ 2740コ78+2のK したがって, 逃げた空気 (なーァ) の。 に対する禄合は 87?C=(273十87)K タータダ xi00=(1ー二xi0=(ューをxi00sn7% 隊 開生介ポーらe ーー本昌光 さ時業れ華衝涼--まるこす夫ーー 0 112 () 理想気体の状態方程式「のレニzR7」より,「ヵーニ名和 」となるので, 物質量。は体積に比例す: |: ま。坦生か4 また, 容器Aと容器Bの気体の圧力| (1) 理想気体の状態方程式「のカレ=zC7」より, 物質量は体積に比例する。 =生 よって, 容器B内の気体の物質量 7s は に NMOS UE 725王4.5X 2共生 共 ー4.5Xテ=1.5mol 2) 移動後の容器 A, B 内の物質量を zzs とする。また, 2つの答器 の圧力は等しいので, その圧力を ヵとする。 容器 A, B 内の気体それぞ れについて理想気体の状態方程式を立てる と, 気体定数を尽として 25ニZRXx400 60 MT の・2 6三z。だX400 よって "ニス00p 2005 ① のIa一zeX800 よって eaの ヲタ に ゆYW IE た る ①, ⑨②式より zA : zgモ ーー 300 532 全体の物質量は 4.5mol であるから がー4.5Xー2.7mol zp 4.5X訪1.8mol ょって, 容器^から容器Bへ 1.8一1.5三0.3mol 移動した