(2)の緑のマーカのところで、急にsをかけたのって①のpsを使うためですか？ そういう発想ってなかなか思いつかなくないですか？慣れですか？

114 第2編■熱と気体 リードC 基本例題 43 気体の状態方程式 239,240 解説動画 なめらかに動く質量 M [kg] のピストンをそなえた底面積 S[m²] の円筒 形の容器に, 1molの理想気体が入っている。 重力加速度の大きさをg 〔m/s'], 大 気圧を po [Pa], 気体定数を R [J/(mol K)] とする。 (1) 気体の温度が T[K] のとき,容器の底からピストンまでの高さ lはいくらか。 Do 1 mol 質量 M (2)加熱して気体の温度を To [K] からT[K] にした。 気体の体積の 増加 ⊿V はいくらか。 底面積 S 指針 ピストンが自由に移動できるから、気体の圧力』は一定である。 解答 (1) 気体の圧力を [Pa] とすると, カ ③式②式より Pos のつりあいより Post pAV=R(T-To) pS-poS-Mg=0 pS= pos+Mg 「pV=nRT」 より p(Slo)=RTo ①式を代入して (poS+Mg)lo=RT 4V= ......① R(T-To) T Þ Mg lo Mg PS ps __RS(T-To) To T DS RS(T-To) = [m3] RTo よってl= [m] poS+ Mg (2) 加熱の前後で 「pV =nRT」 を立てて 前:pSl)=RT 後: p (Slo+⊿V)=RT ......② ・③ poS+ Mg [参考] 圧力が一定のとき, 体積の変化量⊿V と温度の変化量4Tの間には、 「AV=nRAT」 の関係がある。 この関 係を用いて解いてもよい。

問3についてです。 容器の中の空気の圧力が回答をみると図35-3では下向きに図35-4では上向きになってたりしてる理由を教えてほしいです。

*第35問 次の文章を読み, 下の問い (問1~3)に答えよ。 (配点 12 18分 れ、底面を上にして静かに手を離すと, 図1のように, 円筒中の水面が外部の水 より少し下がった状態で,鉛直に静止した。 外部の大気圧をPo, 水の密度を 一端を閉じた質量M, 断面積Sの円筒を,内部に少し空気が残るように水中に入 力加速度の大きさを」とする。円筒は熱を通さず、円筒の厚さは無視できるもの する。また,円筒内部の空気は、常に水温と同じ温度であるとし,その質量は に比べて十分小さく無視できるものとする。 DISO OST 大気圧 Po 質量 M, 断面積 S 問2 水温を測定したところ15℃であり、円筒内の気柱の高さはだった。その状 態から,水温を43℃まで上げた。 このとき気柱の高さはの何倍になるか。 最も適当な数値を,次の①~⑥のうちから一つ選べ。ただし、外部の大気圧 はPo. 水の密度はpのままであるとし、水の蒸発は考えないものとする。 2 倍 ① 0.3 ② 0.9 ③ 1.1 ④ 1.5 ⑤ 2.2 ⑥ 2.9 問3次に,図2のように円筒を鉛直に保ったまま引き上げると,円筒内の水面は 外部の水面からんの高さまで上がった。 このとき,手が円筒を上向きに支えて いる力の大きさを表す式として正しいものを、下の①~⑥のうちから一つ選べ。 3 p 図 1 Po h 問1 円筒の内部の空気の圧力を表す式として正しいものを次の①~⑥のうち から一つ選べ。 1 第2章 熱と気体 ①Po- Mg S ②Po Mg ③Pos ④ PS - Mg 図 2 ⑤ PS PS + Mg 3 Mg-pShg ② Mg ① Mg + pShg ④ Mg + pShg + PoS ⑤ Mg + PS ⑥ MgpShg + PS

付箋の貼ってある式の丸の打ってある「S」はどこからきたのでしょうか？わからないので教えて頂けると幸いです。

114 第2編■熱と気体 239,240 解説動画 基本例題 43 気体の状態方程式 なめらかに動く質量 M [kg] のピストンをそなえた底面積 S [m²] の円筒 形の容器に, 1molの理想気体が入っている。 重力加速度の大きさをg[m/s〕, 大 気圧をpo [Pa], 気体定数をR [J/(mol･K)] とする。 (1) 気体の温度が To [K] のとき, 容器の底からピストンまでの高さ はいくらか。 (2)加熱して気体の温度を To [K] から T [K] にした。 気体の体積の 増加 ⊿Vはいくらか。 指針 ピストンが自由に移動できるから,気体の圧力は一定である。 解答 (1) 気体の圧力を [Pa] とすると 力 のつりあいより ps-pos-Mg=0 pS = pos+Mg 「DV=nRT」 より p(Slo)=RTo ①式を代入して (pos+Mg)lo=RT。 RT｡ poS+Mg よって Z= [m〕 (2) 加熱の前後で 「pV=nRT」 を立てて 前: p(St) = RT 後: p (Slo+⊿V)=RT ③② 式より p4V=R(T-To) AV= R(T-To) T RST-T) AS Pos 基本問題 232 気体の圧力 断面積 1.0cm²の円筒形の注射器 に空気を入れ,先端部をふさぐ。ピストンを20Nの力で 押すと内部の圧力は何Paになるか。 ただし大気圧を 1.0 × 105 Pa とする。 Mg To Po 1mol 底面積 S PS 質量 M Posh Mg T RS(T-To) [m³] pS+Mg [参考] 圧力が一定のとき、 体積の変化量 AV と温度の変化量4Tの間には, 「AV=nRAT」の関係がある。 この関 係を用いて解いてもよい。 233 ボイルの法則 圧力 2.0×10 Pa, 温度 27℃, 体積 3.0×10m²の気体がある 温度を一定に保って圧力を1.0×105Paにすると,体積Vは何m²になるか

《類題3》自分で解いてみたのですが、全然答えにたどり着けなかったのでどなたか解説お願いします😭😭🙏🙇‍♀️答えの途中式がなくて困ってます>_<

0 15 例題 3 理想気体の内部エネルギー それぞれ0.62m², 0.21m² の容積をもつ容 器 A,Bをコックのついた細管でつなぎ, Aには温度が3.0×102K, 物質量が 15mol, Bには温度が4.0×102K, 物質量が10mol の単原子分子理想気体を入れる。 コックを 開いて十分な時間がたったときの温度 T [K] と圧力か [Pa] を求めよ。ただ し,容器と周囲との熱のやりとりはなく,気体の内部エネルギーの合計は 一定に保たれるとする。また,細管の体積は無視する。 気体定数を | 8.3J/ (mol・K) とする。 32 指針 気体の混合で、外部と熱のやりとりがなければ全体の内部エネルギーは保存される。 単原子分子理想気体とあることから, (28) 式を用いてよい。 解 内部エネルギー「U = 2 nRT」 ( (28) 式) の合計が一定であるから x 15 x 8.3 x (3.0 × 102) + 303 × 10 x 8.3 × ( 4.0×10²) 2 よってか A 0.62m² 3.0×10²K 15mol = つなぎのに?? 2 15 x (3.0×102) + 10 × (4.0 ×102) 15 + 10 よってT= 混合後の気体の状態方程式 [pV=nRT」 (p.222 (13)式) は px ( 0.62 + 0.21) = (15 +10) x 8.3 x (3.4 × 102) ( 15 + 10) x 8.3 × ( 3.4 × 102 ) 0.62 + 0.21 = 3.4×102K × (15 + 10) × 8.3 × T = = 8.5 × 104 Pa B 10.21m² |4.0×10²K 10mol A 0.24m3 3.2×10²K 20mol 類題 3 それぞれ 0.24m², 0.40m²の容積をもつ容 器 A, B をコックのついた細管でつなぎ, Aには温度が 3.2×10°K, 物質量が20mol の単原子分子理想気体を入れ, Bは真空に する。 コックを開いて十分な時間がたった ときの温度 T[K] と圧力 [Pa] を求めよ。 ただし, 容器と周囲との熱のや りとりはなく,気体の内部エネルギーの合計は一定に保たれるとする。 ま た,細管の体積は無視する。 気体定数を 8.3J/(mol･K) とする。 ヒント 混合前の容器B には気体が入っていないので,気体の内部エネルギーはない。 T:3.2X1ok/P=8.3×10831 熱と気体 B (真空) 0.40m² a

答えを見ても0.19と数字だけしか書かれてなくて解説がなく大変困っているので教えて下さい>_< 🙇‍♀️🙏 高二物理熱と気体のところです

QEARS? |過程をくり返して状態を変化させた。 この 願題 5 単原子分子理想気体に対して、図の4つの |サイクルを熱機関とみなしたとき、 1サイ クルでの熱効率eを有効数字2桁で求めよ。 ヒント A → B, CDは定積変化 B→C, DAは定圧変化である。 学んだことを説明してみよう 意恵 nRT+1.4nRT (Pa) P19 3p か 0 13F 29 ≒ 0.14 9₂1) 2T V 2V 体積(m²) D

物理の熱力学の問題です 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします

76 第2章 熱と気体 *** 57 [12分 ･20点】 XX 気体の熱的性質について考えよう。 図のような, シリンダーとなめらかに動 くピストンからなる断熱容器があり, ピス トンにはバネが付けられている。 また,シ リンダーにはヒーターが付けられており, 断熱容器に閉じ込められた単原子分子理想 気体に外部から熱を加えることができる。 さらに, シリンダーにはコックが付けられ 0 63 8 ている。 最初にコックは開かれており, 容器内の気体の圧力は大気圧と同じであった。この とき シリンダーの気体の部分の長さとバネの長さはともに⑩であり、バネは自然 の長さであった。また,シリンダーの断面積を S, 大気圧を po, 室温を絶対温度で To とする。 問1 コックを閉じ、ヒーターによって熱を与えて容器内の気体をゆっくり膨張させ る。 容器内の気体の圧力が 10mとなったとき, パネの長さは 1/26 -ℓo となった。ぱね 定数は PoS この何倍か。 ② 63 80 25 144 3 9 8 19 ② 144 9 80 17 3 144 ヒ 5 4 *コック 80 9 問2 このとき, 容器内の気体の絶対温度をTとする。 T1 は T の何倍か。 9 8 4 9 ① ② (3 4 ⑤ 6 9 5 8 問3 気体の物質量をn, 気体定数をRとすると気体の内部エネルギーの増加分4U はいくらか。 0nR(T₁-To) nR (Ti-To) ⒸnR (T₁-To) 13 144 6 5 ⒸnR(T₁-To) 問4 この間に容器内部の気体は, 外部(大気とバネ)に対して仕事をする。 この仕事 W は poSlo の何倍か。 ① 8 9 バネ 10 9 11 144 4 問5 ヒーターによって気体に与えた熱Qを4UとWを用いて表せ。 0 AU-W ②4U+W 3 W-AU *58 18分 ･12点】 X A 問1 容器内に閉じ込めた理想気体の温度を上昇させる。 温度上昇が共通のと き,気体の体積を一定に保った場合と, 圧力を一定に保った場合を比べると、必要 熱エネルギーはどちらの方が大きいか, またその理由は何か。 ① 体積を一定に保った場合の方がQが大きい。 理由は気体が外部に仕事をしない からである。 ② 圧力を一定に保った場合の方がQが大きい。 理由は気体が外部に仕事をするか らである。 どちらの場合もQは同じである。 理由は温度上昇が同じだからである。 B 気体定数をRとする。 理想気体の定積モル比熱をCio 定圧モル比熱をC, とする。 Cr, Cyの間に成 り立つ関係式として正しいものはどれか。 ① 0 Cp-Cv=R ②Cv-Cp=R ③ Cy+Cp=R 問3 単原子分子理想気体と2原子分子理想気体の定積モル比熱の組合せとして正し いものはどれか。 ただし, 気体の温度は300Kとする。 ② §2 気体の状態変化 4 単原子分子 R R R -R 77 2原子分子 3R R R R

物理の熱力学の問題です。 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします

68 第2章 熱と気体 *** 50 16分･8点】 基 TXXXO お茶の冷まし方について考えよう。 問1 次の文章中の空欄 1 2 に入れる記号として正しいものを一つずつ 選べ きゅうす 急須に入った熱いお茶を, 二つの湯飲みを用いて冷ましたい。 ただし、二つの湯 飲みは初め室温にあり, 同じ熱容量をもつものとする。 次の二つの方法を比べてみ よう。 方法A: 図1のように, 全量を一つ目の湯飲みに入れたあと, 二つ目の湯飲みに 移す。 方法B: 図2のように, 全量を二つの湯飲みに均等にわけたあと, 一つの湯飲み にまとめる。 方法Aで一つ目の湯飲みが受け取った熱量Q と, 方法Bで空になった湯飲みが受 け取った熱量の関係は, QA 1 QBであり, 方法Aで冷ましたお茶の温度 2 TB となる。 ただし, T, と, 方法Bで冷ましたお茶の温度 TB の関係は, TA これらの過程では、お茶と湯飲みはすぐに同じ温度になるとし, 湯飲み以外への熱 の流出は無視できるものとする。 1 2の解答群 方法 A UU 図1 J.ALE 方法 B 60 図2 問2 次に,空気中への熱の放出によるお茶の温度変化に T* ついて考えよう。お茶は, 時刻0で温度 T であったが, To しだいに冷めていき, やがて室温 Tになった。 図3は との間の温度変化を示す。 お茶が,時刻 0から1までの 間に放出した熱の総量Qを表すグラフとして最も適当 T なものを一つ選べ。 Q₁ ① で 0 Q₁ 0 t 0 2 0 Q↑ 0 0 §1 熱と温度 図3 3 69

この問題の温度Tの求め方が分からないので教えて欲しいです！

類題 2 なめらかに動くピストン付きの容器 に気体を閉じこめる。初め,容器を ③のように水平な床の上に置いたと ころ,気体の圧力,体積,温度はそ れぞれか[Pa], Vo[m°], T.[K]であっ た。次に,容器を⑤のように鉛直方向に立てたところ,気体の体積は a) po, Vo, To 25 ピストン 3 -Vo [m°]になった。このときの気体の圧力p[Pa] と温度 T[K]を求めよ。 4 ピストンの質量をm[kg], 断面積を S[m°], 重力加速度の大きさをg [m/s°]とする。

l1を求める問題なのですが、求めるにあたって圧力による力を考えていない理由を教えて頂けると助かります🙇‍♂️ (それともp0S＝p1Sで消えてるという事ですかね？)

水槽に入れた水温がT,(絶対温度)の水に,理想気体を閉じ込めた円筒容器を浮 あな かべる。図1のように,容器は上面が閉じ,下面が開いており, 側面に小さな孔が ある。容器の質量は m, 断面積はSであり,その厚さは無視できる。容器内の気 体の圧力がpiであり, 容器内の水位が水槽の水面からliだけ下がったところにあ るとき,容器の上面が水面と接するように浮いた。 ただし, 大気圧を poとし, 容 器内の気体の質量は無視でき, その温度は常に水温と同じであるとする。また, 水 の密度pは変化せず,水の蒸発の影響は無視できるものとする。重力加速度の大 きさをgとする。 M po 断面積S p1 気体 li T」 p IDt flato 図 1

熱 問2 このグラフは熱平衡のグラフと同じような考え方で大丈夫でしょうか、？？？ 熱と温度変化が同じような形になるから温度がどんどん同じ値に近づいていくように放出熱も図3の温度変化の値にだんだん近づいていくっていうイメージで考えました。。 解説の補足も理解できましたが、... 続きを読む

ついて考えよう。お茶は, 時刻0で温度 T。であったが、 飲みは初め室温にあり, 同じ熱容量をもつものとする。次の二つの方万法を比べてお 間に放出した熱の総量Qを表すグラフとして最も適当 方法B:図2のように, 全量を二つの湯飲みに均等にわけたあと, 一つの湯飲み 方法Aで一つ目の湯飲みが受け取った熱量QAと, 方法Bで空になった湯飲みが受 68 第2章 熱と気体 ★**50 16分-8点】 書 お茶の冷まし方について考えよう。 $1 熱と温度 69 に入れる記号として正しいものを一つす。 T。 T。 問1 次の文章中の空欄 1 選べ。 きゅうす T, なものを一つ選ベ。 図3 よう。 0 Q+ 2 Q4 3 移す。 Q1 にまとめる。 0 0 0 け取った熱量Qの関係は, Q. 1 Qであり, 方法Aで冷ましたお茶の温影 Q+ Q+ 6 T,と,方法Bで冷ましたお茶の温度Tの関係は, T。 T。となる。ただし, Q+ 2 これらの過程では, お茶と湯飲みはすぐに同じ温度になるとし,湯飲み以外への の流出は無視できるものとする。 ール 0 1 2の解答群 0 0 > ② = 0 < さこ 方法A 方法B 図1 図2