260 断熱変化と等温変化■ 容器の中に1molの単原子 A
分子理想気体が入っている。 この気体の圧力と体積Vを
図のようにゆっくりと変化させる。以下では,気体定数をR
T1
B
C
とする。また,必要ならば,a≦x≦b の範囲で、関数と
0 VA VB
Vc V
x
x軸との間で囲まれる面積は積分 So/1dx=10g 1/2(10geは自然対数)で求まることを
利用してよい。
(1) 図のA→Bの過程のように,気体を体積 VA から VB まで断熱膨張させると,気体の
温度は T から T2 に下がった。 このとき,気体が外部にした仕事を求めよ。
(2)容器を熱源に接触させて,図のA→Cの過程のように,気体の温度を T に保ちなが
ら,気体の体積をVA から Vc に膨張させた。 このとき, 気体に外部から加えられる
熱量を求めよ。
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ヒント 259 衝突前後の運動量の差 (ベクトルで考えた差) が力積に等しい。
260 熱力学第一法則 「4U=Q+W=Q-W'」 (W' : 気体がした仕事) を用いる。 断熱変化で
は Q=0, 等温変化では⊿U=0 となる。