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化学 高校生

(2)でC1とC2が並列接続とみなせるのはなぜですか?

462. コンデンサーの切り換え 解答 (1) 3.0×10-C, 4.5×10-J (2) 2.0×10C, 20V (3) 3.0×10-J 指針 C1, C2の上側, 下側の極板は,それぞれ導線で接続されており, スイッチSをBに切り換えた後、電荷の移動が完了すると,上側,下側 のそれぞれの極板の電位は等しくなる (図)。 すなわち, 各極板間の電圧 は等しく, このとき, C, C2 は並列に接続されているとみなせる。 解説 (1) QCVの公式から, C1 にたくわえられる電気量を Q1 と すると, Q1 = (10×10-) ×30=3.0×10-C U= = 1/2QVの公式から, C, にたくわえられる静電エネルギーを U」 と 10 U=1.1 x (3.0×10-) ×30=4.5×10-"J × すると, (2) スイッチSを切り換えたとき, C1, C2は並列接続とみなせる。C1 C=C+C2=10+5.0=15μFJ とC2の合成容量をCとすると, また,このとき, C にたくわえられていた電気量 Q1 が C と C2 に 分配されるので, C1, C2 の電気量の和は Q1 に等しい。 C1, C2の合成 コンデンサーに加わる電圧をVとすると, Q3.0×10-4 -=20 V C 15×10-6 求める C の電気量を Q1' とすると, Q1'=C,V=(10×10-) ×20=2.0×10-C V = == 05 ?整電ィネルギーをIT'Uっ とすると, S 等電位 B C₁ C2 等電位 Q² ⒸU = 1/2 CV²= 20 te 2C 電圧 用いてもよい。 別解 (2) 並列接続の 場合、電気量の比は, 電 気容量の比に等しい。 こ れを用いると, Q''=Qix- C1 C₁+C₂ 10 10+5.0 =(3.0×10-4x- = 2.0×10-4C 第V章 E 気

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物理 高校生

明治大学の過去問です。 1枚目の11と12がわかりません。3枚目は12の選択肢です。どなたか教えていただきたいです 11は-2Q/3、12はEが正解です

Ⓒ2√5 8 の解答群 √√2 2 L V6 Ⓡ L 2 〔II〕 次の文中の C [® F に与えた電気量は 描いた図は 12 √3 2 √7. 2 © L ©L G√2L 9 から 16 から一つ選び,解答用紙の所定の欄にその記号をマークせよ。 ⒸVEL に最も適するものをそれぞれの解答群 真空中に,点Oを中心とする半径R 〔m〕 の不導体球Iがある。この球の内部 は一様に正に帯電しており, 全体で電気量Q〔C〕をもつ。 クーロンの法則の比 例定数をk [N・m²/C2] とする。 (1----) 38 @ (^-^) MO 0 1. 図1のように、点Oを中心とする不導体球Ⅰより大きな半径r 〔m〕 の球面 Sを考える。電場(電界)の強さがE[N/C〕 のとき,電場に垂直な面を単位 面積あたりE本の電気力線が貫くと定めると, 球面Sを貫く電気力線の本 数Nは, S内に含まれる電気量を用いて N = 9 である。 球面S上の inpony 電場は面に垂直であるので, S上の電場の強さは は 〔N/C〕となる。 このように,帯電体の外側の電場は,帯電体を囲む曲面の内部にある電気量 4 AV で定まり、点Oに同じ電気量をもつ点電荷があるとみなすことができる。 この不導体球Iを,図2のように点Oを中心とする中空の導体球殻ⅡIで囲 10 んだ。導体球殻 ⅡIに電荷を与えて帯電させると、導体球殻ⅡIの外側の電場 Q は、点Oに電気量 200 の点電荷があるときの電場と等しくなった。導体球殻IⅡI 3 11 である。また,不導体球Iの外側の電気力線を である。 Bように、下痢止 た点での単板 と点0での電 ただし、電力の基準は無

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物理 高校生

(6)の高温熱源、低温熱源がどうのこうの というのがわかりません。

容器内の気体の圧力 P, 〔Pa] を求めよ。 3) 容器内の気体の温度 T [K] を求めよ。 この変化における容器内の気体の圧力P [Pa〕 と体積V[m²] の関係を表すグラフをかけ。 ただし, P を用いてい 15) この変化で気体が外部にした仕事〔J〕 を求めよ。 (6) この変化で気体が温度調節器から受け取った熱量Q〔J〕を求め 68.〈気体の状態変化と熱効率〉 (6) [A] 理想気体では物質量が同じであれば, 内部エネルギーは温度 で決まる量であり, 圧力や体積が異なっていても温度の等しい状 態の内部エネルギーは同一である。 このことから, 1molの理想 気体に対するか-V図(図1)に示す状態a (温度 T [K]) から状態 b (温度 T'[K]) への内部エネルギーの変化 4Uab 〔J〕 は,定積モ ル比熱Cv 〔J/(mol・K)] を用いて AUab=Cv(T-T) [9] 気体分子の運動と状態変化 51 68 p 0 数研出版 と表すことができる。 (1) 図1に示す状態 a, b とは別の状態 c (状態aと同じ体積をもち,状態bと同じ温度で ある状態)を考えることで ① 式を導け。 1/3 [B] 理想気体1mol の状態を図2のようにA→B→C→Aと変化 させる。 それぞれの状態変化の過程では, A B 外部との間で熱の出入りがないものとする B→C: 圧力を一定に保つ C→A:体積を一定に保つ ように変化させる。 状態 A, B, Cの圧力, 体積, 温度をそれぞれ (p₁ (Pa), V₁ (m³), TA (K)), (P2 (Pa), V₂ [m³), TB (K)), 〔Pa], V1 [m²], Tc 〔K〕) とする。 また, 定積モル比熱をCv 〔J/(mol・K)] 定圧モル比熱 Cp を Cp [J/(mol・K)],比熱比を y = v 気体定数を R [J/ (mol・K)] で表す。 p P₁ P₂ 図 1 0 C 等温線 V₁ 図2 B (2) 過程A→Bで気体が外部からされる仕事 WAB 〔J〕 を ① 式を用いて求め, その答えを Cv. Cp, Ta, TB, Tc の中から適するものを用いて表せ。 (3) 過程B→Cで気体が得る熱量 QBc 〔J〕 と, 過程C→Aで気体が得る熱量 Qca 〔J〕 を Cv, Cp, Ta, TB, Tc の中から適するものを用いて表せ。 V₂ V (4) 過程B→C→Aで,気体が外部からされる仕事 WBCA 〔J〕 を求めよ。 これと前問の答え とをあわせて考えると, 定積モル比熱 Cv, 定圧モル比熱 C, 気体定数Rとの間の関係 式を見出すことができる。 その関係式を導出せよ。 仕事 WBCA は、 Cv, R, Ta, Ts, Te の中から適するものを用いて表せ。 (5) 図2に示すサイクルの熱効率e を, y, pi Y2 を用いて表せ。 Pa' Vi (6) 図2のサイクルを逆向きに,すなわちA→C→B→Aの順に変化させると、 どのような はたらきをする機関となるか。 これが熱力学第二法則に反しないための条件を含めて、 100字以内で述べよ。 [22 岐阜大]

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化学 高校生

化学基礎 3️⃣.5️⃣ .6️⃣〜1️⃣0️⃣.1️⃣2️⃣〜1️⃣4️⃣ 1部の問題でいいので教えて欲しいです! 答えは書いてあるので解説をお願いします🙇‍♀️

1 ある金属の結晶は,単位格子中に4個の原子が含まれている。 (1) この金属の結晶構造を何というか。 (2) この結晶の単位格子の一辺の長さを①として、金属の原子半径を」を用 いて表せ。 ただし, 結晶内で球形の原子は互いに密着していると仮定する。 (3) この結晶の充填率は何%か。 ただし, V2=1413.14 小数第 位まで求めよ。 1/12×8+/1/2x6=4 【解答】 (1) 面心立方格子 (立方最密構造) E v2 (2) a (3) 73.8% (1)面心立方格子 A. (2) (aのAEFBより H AFdza AFは半径4コ分! XX M FZR A. (3) 充填率 単位格子中の原子の体積 単位格子の体積 r= Ea 4/5 TL V² x 4 as 4+ = √√₂ a 4ト 【解答】 AL x 1000_ 100d = = = = b...... 4.4274 6 12 分子量Mの物質x [g] が溶けたy [mL] の溶液の密度はd [g/cm²] であった。 この溶液のモル濃度と質量パーセント濃度を求めよ。 I = 100% % dg モル濃度・・・ 1000x [mol/L] yM し 100g 質量パーセント濃度・・・ 〔%〕 [%] dy N2 4 $xim ¥100 a √2 TL 16 1.41×3.14 + $xinte delaved 1000 こ ~つく → ×100 1000d A Elligh L 1000x = y = 1000 ¥ TX10 4コの菓子! モル濃度 1000) FM 100% Jy 3 ある金属Xがある。 この金属 6.75g を酸素中で完全に酸化させると, 化合物 X203 が 12.75g 得られた。 (1) この金属Xの原子量を求めよ。 0=16 とする。 (2) 反応した酸素の体積は標準状態で何しか。 小数第1位まで求めよ。 ·mol/L 【解答】 (1) 27 (2) 4.2L → = 0.7379のみが起こったとすると、反応援の空気中には何成のオゾン 0%が含まれている 03 が生じる反応 ≒0.738 73.8% 【解答】 24mL .A. teams 4 乾燥した空気中で無声放電を行ったところ、 反応前 1000mLあった空気の体 4x+30g→ 3mL 6.75g 1000mL x 4×=6.75 x=6.75÷4 -1m²!2mL 302203 【解答】 SVM/Navw cm² 988mL -12mL! 2X20 12.159 1:12=3:3 反応前の の空気中にあった。を Km LX 1:12:3:70 x=36 36-12:24 A.24m² # 71 5 ステアリン酸(分子量M)mmg をエタノールに溶かし、 全体を VmLにした溶液を作成した。 この溶液vmLを水面 に静かに滴下すると, 分子がすきまなく一層に並んだ膜 (単分子膜) ができ, その面積は Scm²であった。 この単 分子膜において, ステアリン酸分子が占有する面積は何 cm²か。 ただし, アボガドロ定数を N とする。 0000000 すると ・本 ・蔵水路 ステアリン酸分子

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化学 高校生

化学基礎の問題です。 解説をお願いします🙇‍♀️ 一部の問題でもいいので教えてくれると嬉しいです😃

6 ある金属Mの硫酸塩 MSOの式量を の分子量をmとする。 この硫 水H20 酸塩水和物 MSO4 H20 (nは整数)の結晶 [g] を蒸留水 [g] に完全に溶 " かしたところ, 密度d [g/cm²] の水溶液ができた。 (1) この硫酸塩の水溶液の質量パーセント濃度を式に表せ。 (2) この硫酸塩の水溶液のモル濃度を式に表せ。 【解答】 (1) (2) 100mswi (m+nmw) (wi+Wz) 1000dw (ms+nmw) (w1+Wz) [%] [mol/L] 7 図は、塩化ナトリウムの結晶構造を示したものである。 ただし、アボガドロ定数を 6.0×1022/mo1, NaCl=58.5、 5.63=175.6 とする。 また、 Na+ と CVは互いに接し、 No+ どうし、 CI- どうしは離れているものとする。 (1) この単位格子に含まれる Na+, CI の数はそれぞれ何 個か。 (2) 1 個の No+は何個の C-と接しているか。 (3) CIの半径は 1.7×10-8cm である。 Noの半径は何cmか。 (4) 単位格子の質量は何gか。 (5) 結晶の密度は何g/cm²か。 有効数字2桁で答えよ。 【解答】 (1) Na+...4個 C1~・・・4個 (2) 6個 (3) 1.1×10-8cm (4) 3.9×10-22g (5) 2.2g/cm² (1) Na (2) 6個 【解答】 14 [mol/L] 4 (9) CL 4 10 -5.6×10^- ONa+ CI™ cm 8 標準状態で470.4 [L]のアンモニアをすべて、 1.0[L]の水(密度1.0[g/cm²]) に溶解させたら、溶液の密度は0.90 [g/cm²] であった。 アンモニア水のモル濃 度を求めよ。 H=1.0、 N=14 9 密度がA[g/cm²] で質量パーセント濃度がB[%] の濃塩酸がある。この濃塩 酸を薄めて、 C [%] の希塩酸(密度D [g/cm²]) [cm²] つくりたい。 必要な濃 塩酸は ( ① ) [cm²] であり、薄めるために必要な水の質量は ( ② ) [g] である。 【解答】 ① CDE/AB ② DE (I-C/B) 10 次の文の に適する数値を入れよ。 H=1.0, 0=16.0, アボガドロ定数 を 6.02×1023/mol 6.35=256 とする。 水が凝固して氷になると, 水素結合により水分子は図1のように配列する。 酸 素原子は正四面体構造の4つの頂点と中心にある。 図2はその単位格子で, 一辺 が 6.35×10-°cmの立方体になる。 立方体の頂点に位置する酸素原子は8個, 面 上にある酸素原子は(a) 個, 内部にある酸素原子は(b)個である。 したが って, 単位格子の中には(c)個分の水分子が含まれる。 氷の密度を求めると (d)g/cm² になり, 液体の水の密度 1.00g/cm² より小さい。 これが氷が水に浮 く理由である。 【解答】 (a) 6 (b) 4 図1 酸素 水素 (c) 8 (d) 0.934 0.99×10 'em \176×10cm 図 2 6.35 x 10 em.. B

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物理 高校生

77の問1、R1にも電流流れてて、Cにかかる電圧はVよりも減ると思って、その分溜まる電気料も減ると思うんですけど答えはCVでした。なぜですか?

78 E U 電気量の関係 ① Q1=Q2+Q3 ② Q=Q2+Q3 3 Q=Q2+Q ④ Q2=Q+Q ⑤ Q2=Q3+Q 問2 図2(a)に示す極板間隔dの平行板コンデンサ に電圧 V をかけたときの静電エネルギーを ひとする。 このコンデンサーに図2 (b)のように 比誘電率&Tの誘電体を極板間にすきまなく挿入 し、電圧 V をかけた。 このとき, 極板間の電場 の大きさと蓄えられた静電エネルギーUを表す式の組合せとして正しいものを 下の①~⑥のうちから一つ選べ。 ① ② Vo d Er Uo Vo d U₁ Q (C) 2×10-6 5×10-6 8x10-8 2x10-5 5x10-5 6 [③] Vo d Er²Uo [⑥] ⑦ V² 2R₂ ⑨ 電気量の関係 Q2=Q3+Q Q2=Qi+Qz Q2=Qi+Qz Q2=Qi+Q2 ⑧ 4 Vo Erd U₁ Vo (a) ⑤ Vo Erd Er Uo Q₁ (C) 8x108 2×10~ E 5 × 10~ 8×10-s 77 コンデンサーを含む回路 ③ 内部抵抗の無視できる起電力 V〔V〕 の電池E に, 抵抗 値がそれぞれ R [Ω], R2 [Ω] の抵抗 R1, R2, 電気容量 C [F] のコンデンサー C, スイッチ Si, S2 を図のように接続 した。 <1992年 本試〉 問1 はじめ,スイッチは両方とも開いており, コンデン サーに蓄えられている電気量は0であった。 この状態で, S のみを閉じた。 十分に長い時間が経って電流が流れなくなるまでに, 抵抗 R」を通 過した電気量として正しいものを、次の①~⑧のうちから一つ選べ。 次に, S」を買い て S2 を閉じた。 コンデンサーの電気量が0になるまでに, 抵抗 R2 で発生したジュー ル熱として正しいものを、次の①~ ⑧ のうちから一つ選べ。 抵抗 R を通過した電気量=1 [C] 抵抗 R2 で発生したジュール熱= 2 [J] LIGUYO _2の解答群 O ①/2/2② v ③/2/2 CV2④ CV2 V V V² 2R1 ⑦ R₁ R2 問2 次に, S2を閉じたままにして, 再びS を閉じた。 十分に長い時間が経ったの コンデンサーに蓄えられている電気量として正しいものを、次の①~⑥のうちから 142 SL 6 Vo Erd Er²Uo 誘電化 R₁ R₂ S₂

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物理 高校生

ローレンツ力の範囲です。(4)について質問なのですがeは何故マイナスを付けないのでしょうか。

半導体を用いて磁束 密度を測定する。 図のように x,y,z軸をとり、電流の 担い手が電子である半導体を置く。この半導体は x,y, 方向の長さが α, b, c の直方体である。 x軸に垂直な 面をP, Qで,y軸に垂直な面をR, Sで表す。 (1) 半導体の面Rから面Sに向かってy軸の正の向きに 第19章・電流と磁場 161 A BI J [電流Ⅰ〔A〕 を流した状態で, 磁束密度B[T]の一様な磁場がx軸の正の向きに加わる ようにする。 このとき, 半導体の内部を平均の速さv[m/s] y 軸方向に移動する 電子(電気量 -e 〔C〕) は,磁場から力F [N] を受ける。 Fの向きと大きさを答えよ。 (2) x軸方向に電流を取り出さないものとすると、この方向に電場 Ex〔V/m〕 が現れる。 ① 電場 Ex が生じる理由を述べよ。 ② 電場 Exの大きさを求めよ。 ③ 定常状態で,面Pと面Qの間に生じる電位差 Vx 〔V〕 を求めよ。 ④ 電位が高いのは面P, 面Qのどちらか。 X ●(3) 半導体内の1m²当たりの自由電子の数をn 〔1/m² 〕 とする。 電子が移動する平均の 速さを,電流Iの関数として表せ。 OL ●●(4) α =5.0×10-3m, b=1.0×10m,c=5.0×10m, n=2.5×10 /m²の半導体を用い て磁束密度を測定した。 半導体に流す電流を I=2.0×10-A としたとき, 面Pと面 Qの間の電位差は Vx=5.0×10-V であった。 磁束密度Bの大きさを求めよ。 ただ し,e=1.6×10 - 19 C とせよ。

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