（4）の解説で、W>0というのはどこからわかるのでしょうか？

必修 基礎問 6. 熱力学と分子の運動 39 熱力学第1法則 AJE 圧力 [Pa] B P₂. CH 単原子分子の理想気体をピストンの付いた容器に 入れ、その状態を図の(a) A→B→C→D→A, (b) A→B→D→Aと2つの経路にそって変化させた。 ここでB→Cは等温変化, B→Dは断熱変化である。 図に与えられた [Pa], p2 [Pa〕, V1 [m²], V2 〔m〕 を用いて, 以下の問いに符号に注意して答えよ。 (1) A→Bの変化において、 気体に与えた熱量 〔J〕 を求めよ。 (2) DAの変化において、 気体に与えた熱量 〔J〕 を求めよ。 (3) B→Cの等温膨張において,気体に与えた熱量に相当する p-V グラフ の面積を図に斜線で示せ。 Ho X 気体の断熱膨張において, 温度が下がる理由を簡潔に説明せよ。 (5) B→Dの断熱膨張において,気体が外部にした仕事 [J] を求めよ。) (金沢大) A 0 V₁ CD 物理 [5] D V2 体積 [m²]

この問題の（5）の解説の下線部が分かりません。 教えて頂きたいです。

5 気体の状態変化 ・ 熱効率 Anun 円筒容器にピストンで単原子分子理想気体を封じ、容器内外の圧力を1.0×105 Pa, 気体の温度を3.0×102K, 体積を 2.0×10-3m² とした。 このときの気体の状態をA として、次の手順で気体の状態を変化させた。 過程Ⅰ ピストンを固定したまま気体に熱量を与えたところ,気体の圧力は 2.2×105Paになった (状態B)。 過程Ⅱ 次に,気体の温度を一定に保ちながらピストンをゆっくりと操作したと ころ,気体は 3.5×10℃Jの熱量を吸収し、 圧力が1.0×10 Paにもどっ た (状態C)。 状態Cで気体を放置したところ、 気体はゆっくりと収縮し、 状態Aに もどった。 過程ⅡI (1) 過程IⅡI→Ⅲの変化を、横軸に体積V, 縦軸に圧力をとったグラフと, 横 軸に温度 T, 縦軸に体積Vをとったグラフに示せ。 なお, グラフには変化の 向きを示す矢印を入れ, 状態 A~Cでの横軸と縦軸の値を明記せよ。 (2) 各過程での気体の内部エネルギーの変化 401 〔J], 4U [J], ⊿Um [J]を求めよ。 (3)各過程で気体がされる仕事 W 〔J〕, WⅡ [J], Wm [J]を求めよ。 (4)過程IとⅢで気体が外部から吸収する熱量 Q1 [J], QⅢ [J]を求めよ。 (5) この1サイクルにおける熱効率を求めよ (分数で答えてよい)。 20 8

この問題の考え方、解説をお願いしたいです🙇‍♀️

13 なめらかに動くピストンがついた容器にn [mol] の単原子分子理想気体を閉じこめたと ころ,温度が T〔K] になった。この気体に対し次のような操作をしたときの,気体の内部 エネルギーの変化 4U [J], 気体がされた仕事 W [J], 気体が受け取った熱量Q〔J〕 をそれ ぞれ求めよ。 気体定数を R [J/(mol・K)] とする。 (1) 体積を一定に保ったまま、温度を T1 [K] にした。 (2) 圧力を一定に保ったまま,温度をT][K] にした。

Bの(1)の問題で、答えは写真の通りです。友達にQin＝ΔU＋Woutの方法を教えてもらい、そのやり方でやってみたのですが、このやり方だと状態C→Bで仕事をするので、その分の熱量が加わると思うのですが解説見ると含まれていません。どのように考えればいいか教えてください。 参考... 続きを読む

~ N1, の気 これ を $ F, 必68. 〈等温変化 ・ 定積変化・定圧変化 > なめらかに動くピストンがついた円筒容器内にn [mol〕の 理想気体が入っている場合を考える。 気体は外部から熱を吸 PA 図 1 収したり, 外部へ熱を放出することができる。 理想気体の内 部エネルギーは, 分子の数と絶対温度 T [K] のみで決まる。 この理想気体の定積モル比熱 Cv_[J/(mol・K)〕 や定圧モル比 Cp [J/mol-K)] は,温度によらず一定である。 気体の圧 カ [Pa] と体積V[m*] の関係を表した図(図1)を参照し て,次の問いに答えよ。 気体定数はR_J/(mol･K)〕 とする。 〔A〕 温度の等しい状態Aと状態Bを考えよう。最初、気体は圧力 ^ [Pa], 体積 Va [m²], 温度 T 〔K〕 の状態Aにある。 状態Aから状態B(圧力 DB [Pa], 体積 VB 〔m²〕,温度 T1, ただし VB<VA)に達する過程はいろいろ考えられる。 過程 I は, 等温変化により状態A から状態Bへ変化させる過程である。 過程Iで気体が外部からされた仕事を W 〔J〕, 外 部から吸収する熱量を Q1 〔J〕 とする。 このときW と Q の間に成りたつ関係式を求めよ。 〔B〕状態Aから状態Bへ変化させる過程ⅡIⅠは,まずピストンを固定して外部から気体に熱 を与えて状態Aから状態 C (圧力 DB, 体積 VA, 温度 T2 〔K〕) まで変化 (定積変化) させ, そ の後圧力を一定に保ちながらピストンを動かして状態Cから状態Bへ変化 (定圧変化) さ せるという過程である。 PB(T=T₁) II DB 0 III D 1 VB I III C(T=T₂) II A(T=T₁) VA V (1) 過程ⅡIで気体が外部から吸収する熱量 Q2 〔J〕 は, 状態Aから状態Cへの変化で気体が 外部から吸収する熱量と, 状態Cから状態Bへの変化で気体が外部から吸収する熱量の 和で求められる。 Q2 を Cv と Cp などを用いて表せ。 (2) 過程ⅡIで気体が外部からされた仕事 W2 〔J〕 , DB, VB, V』 を用いて表せ。 (3) (2)の結果と熱力学第一法則を用いて,過程ⅡIで気体が外部から吸収する熱量 Q2 を求め,

比熱の問題です。解答も添付しました。 問題文に疑問があるのですが、なぜわざわざ400gを2回に分けてポットに入れるという問題にしているのか分かりません。400ｇをそのまま入れても計算式は変わらないと思います。ひっかけでしょうか。わかる方教えてください。よろしくお願いします。

物理 問4 Aさんはコーヒを飲むためにポットに200gの水を入れ,スイッチを入れて 加熱し始めた。途中でBさんも一緒に飲みたいと言ったので, スイッチを入 れたまま,さらに200gの水を追加した。スイッチを入れてから126 秒後に水 の温度は(00℃になり沸騰し始めた。ポットの消費電力をL.0kW, 水の比 熱を4.2)/(g·K)とする。加熱前の水の温度はいくらか。 最も適当な数値を, 次の0~6のうちから一つ選べ。ただし,途中で追加した水の温度は, 加熱前 の水の温度と等しいものとし, 熱はポットと水の間だけで移動するものとする。 また,ポットの熱容量は無視できるものとする。 0 5 2 10 () 15 の 20 6 25 6 30

→のところを変形する理由はなんですか？ そのまま6pvじゃダメなんですか？

基本例題 25 気体の状態変化 トト130 1mol の単原子分子理想気体を容器の中に封入し,圧力 かと体積Vを図の A→B→C→Aの順序でゆっくり変化さ 3p0 せた。C→A は温度 Toの等温変化であり,その際気体は p4 A B 外部へ熱量 Q。を放出した。次の量を, To, Qo, および, 気 po 体定数Rのうち必要なものを用いて表せ。また, 問いに答 「C えよ。 0 V。 3V。 V (1) 状態Bの温度TB (2) A→B の過程で気体が外部にした仕事 WAB と気体が吸収した熱量 QAB (3) B→C の過程で気体が外部にした仕事 Wec と気体が吸収した熱量 QBc (4) C→A の過程で気体が外部にした仕事 WcA 問 Q=1.1RT。 のとき,1サイクルの熱効率 eを有効数字2桁行で求めよ。

写真2枚目が解答なのですが、この式は公式ですか？

問3 電気ポットを用いて20℃の水0.600 kg を 2分間加熱すると,水の温度が 50x 2=(205 数字2桁で表すとき,次の式中の空欄 に入れる数字とし 4 6 で取も適当なものを,下の①~0のうちから一つずつ選べ。ただし,同しも われるものとし,水の比熱は4.2J/(g·K)とする。 6 4 5 6 P= 4 5 × 10 W 0 1 2 2 3 3 4 6 5 6 6 の 7 8 8 9 9 0 0

問5の5についてです。 解説1行目。Aの体積増加したので温度上昇というのは、PV=nRTが根拠ですか？ 私は　ΔU=Q-w(した仕事) を根拠に、 AはBに仕事をしたのでAに関する第一法則より、 w>0より (Q=0 なので)　ΔU<0 つまりAの温度は下がっているので... 続きを読む

物理 問5 次の文章中の空欄 5 6 に入れる式として正しいものを, それぞ れの直後の で囲んだ選択肢のうちから一つずつ選べ。 る 由 図5のように,なめらかに動くことのできる断熱材でできたピストンがはめ 込まれた断熱容器が水平面上に置かれている。ピストンの左側をA室,右側 をB室と呼ぶ。ピストンの中には熱をよく通す材質でできたスイッチがあり, このスイッチを閉じるとA室とB室の間で熱の移動が可能になるが, スイッ チを開くと熱の移動はできなくなる。 ただし, スイッチの熱容量は無視できる。 スイッチを開いた状態で A室に物質量 nA, 温度 T。の単原子分子理想気体 を閉じ込め,B室に物質量 ng, 温度 Tg の単原子分子理想気体を閉じ込める と,ピストンは静止した。次に, スイッチを閉じたところ, ピストンはゆっく 0 T> Ts りとB室側へ移動した。このことから 5 2 Ta= Te} とわかる。 3 Ta< Ts」 また,十分に時間が経過すると, A室とB室の気体の温度は, TATB Ta+ T。 0 Ta+ Ts @ ア Ta+ Ts 2 となる。 6 ngTa+naTa 1ATA+ ngTa nA+ nB nA+ nB スイッチ ピストン A B 図 5 - 69 -

内部エネルギーについてなのですが、 単原子分子でなければ「U=3/2nRT」は使えませんか？ また、その時は「U=Q+W」を使うのでしょうか？

なぜこの問題は60℃に273を足さないんですか？

口83-2 圧力を一定にして, 3.0 mol の理想気体の温度を 60C上げた。気体がした仕事は いくらか。