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物理 高校生

15、16、17-1、17-2、18、19の丸つけをお願いしたいです!

[ 7温度が80℃の水 50g と 20℃の水150gを混合し, 熱平衡に達した。 熱は外部に逃げないものとして,次の各問に答えなさい。 解答番号 15~16 (1) 水の比熱をc[J/(g・K)], 熱平衡に達したときの全体の温度をt 〔℃〕 として, 80℃の水が失う熱量を式に表すとどのようになるか。 次の選択肢から正しいものを選び, 記号で答えなさい。 【知識・技能】解答番号 15 (ア) 50×c×80 (イ) (150-50)×c×80 (ウ) 50×c× ( 80-t) (I) 50Xcx (t-80) (2) 全体の温度は何℃になったか。 【知識・技能】 解答番号 16 (16) ℃ 15 17-1 29 17-2 16 35 8 熱容量 141J/K の, 図のような熱量計を用いて,鉄の比熱c [J/(g・K)] を 測定する。 はじめ, 熱量計に170gの水を入れて温度を測ると, 20.0℃で安定 していた。 次に, 100℃に熱した質量100gの鉄球を熱量計に入れ, 静かにか きまぜると, 24.0℃で安定した。 水の比熱を4.2J/(g・K) として,次の各問に 答えなさい。解答番号 17-1~19 SI-11 m (1) 熱量計と水が得た熱量は何Jか。 【知識・技能】 解答番号 17-1,17-2 ( 17-1)×10 (17-2)」 (2) 熱量の保存を利用すると,鉄球の比熱cは何J / (g・K) になるか。 18 180℃℃ 150g ( 18 ) J/(g・K) (3) この鉄球に, 熱量 8.1×102J を与えたとき, 温度は何K上昇するか。 ( 19 ) K m 0.38 80℃ (ア) (お湯が失った熱量)=(熱量)(イ) 氷 50xcX180-t)=150xcx(+-20) (ウ) す △t C 【知識・技能】 解答番号 18 (°C) t(C) 熱平衡 みず C 水の比熱く=42を代入して、 t=35 19 20°C 150g + 水 鉄球 熱量計 【知識・技能】 解答番号 19 m (2)図は, けたとき ある。 温 な状態か 号で答え C at 21 10. 氷を 変化を 状態 A が観 章につ 考・半 状態 ら気 (23 22 11. 温 「次の (1) ( (2) (

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物理 大学生・専門学校生・社会人

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B 【問5】 (第1回レポート 【問4】 の続き) 図のように, 温度 T の環境下で、 取手のつ いたピストンがある容器の下側に物質量 n の理想気体が封じ込められていて, 容器の 上側は真空になっている. 気体は容器を通して外界との熱のやりとりは自由にできる ものとし、ピストンの質量は無視できるほど小さく, 滑らかに動かせるものとする. ピ ストンの取手の上におもりをのせてあり, 気体の体積はV」 となっている. 以下の 問いに答えよ. (i) おもりAがのっている取手の上に, 追加でおもりBをのせるとピストンはさら に下降し、しばらくしたのちピストンは静止して気体の体積がV2 となった. こ の状態変化に伴うエントロピーの変化量 AS1 2 を求めよ. (ii) おもりBだけを取り除くと, しばらくしたのち気体の体積は V1に戻ってピストンは静止した. この状態変化に伴うエ ントロピーの変化量 AS2→1 を求めよ. (iii)(発展問題) (i) (ii) それぞれの過程でのエントロピー生成 7 Sgen1→2, Sgen2→1 を求め,これらの過程の可逆性を論 じよ. (iv) (発展問題) おもりAがのって熱平衡である状態1と, おもりBがのって熱平衡である状態2の間における, ヘルムホ ルツの自由エネルギーの差 AF1→2= F2 - F1 を求めよ. (v) (発展問題) 状態変化 1→2の間に, おもり AとBの位置エネルギーが気体に与えられる. これと (iv) で求めた AF1 2 との差は何を表しているのかを議論せよ. *4 ガソリンエンジンの熱力学的モデルとされるサイクルである. C→Dが可燃性混合気の圧縮, DAが燃焼, AB が膨張, B→Cが排気・吸気 に対応する. DAにおける吸熱は温度 TA の熱源から, BCにおける放熱は温度 T の熱源へ 瞬間的に行われるものとする, *5 仕事は、体積変化に伴って圧力がするものだけとする. *6 実際のガソリンエンジンでは,過程DAでのエネルギー流入は, 熱源 A からの熱流入ではなく、 ガソリン燃焼によるエネルギー流入である. Q *7 過程 A B において, 温度 T の熱源から熱Qを受けとるとき, Sgen = (SB-SA) - T

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