学年

質問の種類

物理 高校生

この問題の(4)のことで緑線で囲った部分の言っていることがよく分からないので教えてほしいです。

70. <ピストンで封じられた気体〉思考 図1のように,摩擦なしに動くピストンを備 えた容器が鉛直に立っており,その中に単原子 分子の理想気体が閉じこめられている。容器は 断面積Sの部分と断面積 2S の部分からなって いる。ピストンの質量は無視できるが,その上 に一様な密度の液体がたまっており,つりあい が保たれている。 気体はヒーターを用いて加熱 することができ,気体と容器壁およびピストン との間の熱の移動は無視できる。 真空 真空 真空 2S S 2 12 液体 液体 h 2 液体 ピストン 気体 h+x 気体 h 気体 2 ヒーター 図 1 図2 図3 また,気体の重さ, ヒーターの体積, 液体と容器壁との摩擦や液体の蒸発は無視でき,液体 より上の部分は圧力0の真空とする。 重力加速度の大きさをgとする。 次の問いに答えよ。 〔A〕 まず,気体、液体ともに断面積Sの部分にあるときを考える。 このときの液体部分の 高さは今である。 2 h (1)初め,気体部分の高さは12,圧力はP。であった。液体の密度を求めよ。 (2) 気体を加熱して,気体部分の高さを1からんまでゆっくりと増加させた(図2)。この 間に気体がした仕事を求めよ。 (3)この間に気体が吸収した熱量を求めよ。 〔B〕 気体部分の高さがんのとき, 液体の表面は断面積 2Sの部分との境界にあった(図2)。 このときの気体の温度は T であった。 さらに, ゆっくりと気体を加熱して, 気体部分の 高さがん+x となった場合について考える (図3)。 1 x>0では,液体部分の高さが小さくなることにより, 気体の圧力が減少した。 気体の 圧力Pを, xを含んだ式で表せ。 (2)x>0では,加熱しているにもかかわらず,気体の温度はTより下がった。 気体の温 度Tを x を含んだ式で表せ。 気体部分の高さがんからん+xに変化する間に, 気体がした仕事 W を求めよ。 ④ 気体部分の高さがある高さん+X に達すると, ピストンをさらに上昇させるために必 V要な熱量が0になり, xがXをこえるとピストンは一気に浮上してしまった。Xを求 めよ。 [11 東京大〕

解決済み 回答数: 1
化学 高校生

化学のこの問題がわかりません。 ⑴なんですけど、なぜ最高温度が29ではないんですか? 解説を読んでもよく分かりませんでした。 あと⑵は、どこで発熱反応と分かったのですか? 教えてくれると嬉しいです。よろしくお願いします🙇

(重(g) 例題2 発泡ポリスチレン製の断熱容器に入れた水 48gに 水酸化ナトリウムの結晶2.0gを加え, 攪拌しなが 30.0 . 0 ら液温を測定したら、右図のような結果が得られた。 温 25.0 ● [°C] 次の問いに答えよ。 (1) この実験で発生した熱量は何KJか。 (水溶液の比 熱を4.2J/ (g・K) とする。) 20.00 0 2 4 (2) 水酸化ナトリウムの水への溶解エンタルピーは 何kJ/molか。 (NaOHの式量は40) 時間 〔分〕 6 【解答】 (1) A点で溶解を開始し, B点で溶解が終了した。 この2分間に おいても周囲に熱が逃げている。よって,B点の温度(29.0℃) は真の最高温度ではない。 30.0 温 25.0 (°C) D の B 瞬間的にNaOHの溶解が終了し、周囲への熱の放冷がなかっ たとみなせる真の最高温度は,放冷を示すグラフの直線部 分を時間0まで延長して求めた交点C (30.0℃) である。 発生した熱量Q [J],物質の質量m[g], 比熱c[J/(g・K)], 温度変化△t [K] とすると, A 20.0g 0 0 2 4 時間 〔分〕 Q=m.c△tの関係があるから = Q = (48 +2.0)g × 4.2J/(g・K) × (30.0 - 20.0) K = 2100J = 2.1kJ (2) 水酸化ナトリウムNaOH1molあたりの発熱量に換算すると, 2.1kJx- 40 g/mol 2.0g -=42kJ/molより, NaOHの溶解エンタルピーは,-42kJ/mol 答え (1)2.1kJ (2) - 42kJ/m

解決済み 回答数: 1