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物理 高校生

気体が真空へ膨張するときなぜ仕事をしないとなるのでしょうか

図のように,栓Cが付いた細い管でつながれた二つの円筒容器 A, B がある。左の 容器 A の体積は Vo で, 右の容器 B には, なめらかに動く断面積Sのピストンが取り 付けられている。はじめ,栓Cは閉じられており,容器 A には絶対温度 To で外部と 同じ圧力 Poの気体が入っている。また, 容器Bの内部は真空であり, 体積が夢とな るようにピストンが固定されている。 ただし, 円筒容器,栓,ピストンは熱を通さ ず, 細い管の体積は無視してよいものとする。 O 0 ピストン製 S 容器 A 栓C 容器B (断面積) C Vo, To, Po Vo 1/2 真空 Poえなけれ 問1 ピストンの位置を保ったまま栓Cを開くと, 気体が容器 A, B 全体に一様に広 がった。この過程に関する記述として正しいものを二つ選べ。原千代千葉華 ① 気体は外部に対して仕事をせず, 気体の圧力は減少した。 間 Vq .> ② 気体は外部に対して仕事をせず, 気体の圧力は変化しない。 気体は外部に対して仕事をせず,気体の圧力は変化しない。標 ③ 気体は外部に対して仕事をし, 気体の圧力は減少した。 ④ 気体は外部に対して仕事をし, 気体の圧力は変化しない。 2 ⑤ 気体の温度は 1 To に下がる。 0EST @ ⑥ 気体の温度はTのまま変化しない。 3 2 ⑦ 気体の温度はTに上がる。 シリンダー ocea 083 Q 068 0

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化学 高校生

【飽和蒸気圧】 問題を解くのにあまり関係ないかもしれませんが 圧縮前、問題文から 全圧1.0×10^5Pa、 水蒸気の分圧3.0×10^3Pa となると残りの97×10^3Paってなんなんですか?

26.飽和蒸気圧 3 水蒸気を含む空気を温度一定のまま圧縮すると,全圧の増加に比例して水蒸気 の分圧は上昇する。 水蒸気の分圧が水の飽和蒸気圧に達すると, 水蒸気の一部が液体の水に凝縮し,そ れ以上圧縮しても水蒸気の分圧は水の飽和蒸気圧と等しいままである。 い 分圧 3.0 × 103 Paの水蒸気を含む全圧 1.0×10Pa, 温度 300 K, 体積 24.9L の空気を, 気体を圧縮す る装置を用いて, 温度一定のまま体積 8.3Lにまで圧縮した。 この過程で水蒸気の分圧が300K におけ る水の飽和蒸気圧である3.6×10 Pa に達すると, 水蒸気の一部が液体の水に凝縮し始めた。 図は圧縮 前と圧縮後の様子を模式的に示したものである。 圧縮後に生じた液体の水の物質量は何molか。最も 適当な数値を,後の①~⑥のうちから一つ選べ。 ただし、気体定数はR=8.3×10°Pa・L/(mol・K) とし, 全圧の変化による水の飽和蒸気圧の変化は無視できるものとする。 圧縮前のHzOamol 圧縮 全圧 1.0×105 Pa 圧縮後のHom 体積 24.9L 液体の水 体積 8.3L 圧縮前 圧縮後 図 1 ① 0.012 ② 0.018 ③ 0.030 ④ 0.12 ⑤ 0.18 ⑥ 0.30 [2023 本試〕 第2章 物質の三態と状態変化・気体 | 23

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