B 圧力 po の大気中において, 図2のようにばね定数kの軽いばねの右端を壁に
固定し, ばねの左端に断面積Sのピストンを取り付け, 水平な床に固定したシ
リンダーとピストンによって単原子分子理想気体(以下, 気体と呼ぶ) を封入した。
ピストンとシリンダーはともに断熱材でできており,ピストンはシリンダーに対
してなめらかに動く。 ピストンが静止したとき気体の体積は2Sd で, ばねは自
然長であった。 この状態を状態1とする。 ヒーターによって気体をゆっくり加熱
しばねが自然長からd縮んだ直後に加熱をやめた。 加熱をやめた直後の状態
を状態2とする。 なお, ばねはつねに水平で, ピストンはシリンダーから外れる
ことはなく,ヒーターの体積および熱容量は無視できるものとする。
大気
Po
ピストン
ヒーター
床
図2
ばね
Oooooooooo
壁