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物理 高校生

高校一年の物理基礎で応用レポートを出されました。 物理の熱の単元です。 自分、物理が苦手で全然出来ずお手上げ状態です。 何もかもが分からないので他人事感は否めないですが解法を教えてくれたら嬉しいです。

3. 質量 Mo[g] の銅製容器に、 Mi[g] の水とM[g] の金属球を入れ、 断熱容器に入れてしばらく放置する。中には ヒーターが備えられており、 毎秒q [J] の熱量を加えることができる。 熱をt [s] 間加え続けると、水温は [°C] から T2[℃] に上昇し、 一定となった。 金属球の比熱を求めよ。 ただし、 銅の比熱を 0.39J/(gK), 水の比熱を4.2J/(g・K)とし、 回答の過程も記入せよ。 4. 熱容量 CHの高温物体を、 熱容量 Cの低温物体に接触させて熱平衡の状態にすることで、 高温物体の温度を下げることを考える。 接触させる前の2つの物体の温度をそれぞれ TH Trとし、 接触後の高温物体と低温物体の温度をTとする。 (1) 接触させる前の低温物体の温度が低いほど、高温物体の温度はより低下することを、式を用いて説明せよ。 (2) 低温物体の熱容量が大きいほど、高温物体の温度はより低下することを、式を用いて説明せよ。 AU: 5. 次の操作を行ったとき、以下の気体に与えられる熱量 Qim 気体の内部エネルギーAU、気体がする 仕事 Wout において、 正の値のものは 「+」、 負の値のものは 「-」、変わらないものは「0」と答えよ。 A : 断熱材でできたピストン付シリンダーのピストン上部に、 おもりをのせたときのシリンダー内の気体 B : 滑らかに動くピストンで区切られて密閉された容器内で、 片方の空間Aに熱を加えたときの空間Bの気体 (素材はすべて断熱材でできているとする)。 A Qin: 問A Wout: B Qin : B 式: AU: A 式: + Wout: B

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物理 高校生

この問題なんですけど、これであってますかね? 不安なので教えてほしいです!もし間違っている所があったらそれも解説してくだされば幸いです! よろしくお願いいたします

SUVE ら膨張して (1) この (2) この 3 銅製容器と銅製のかき混ぜ棒からなる熱量計がある。 この熱量計は断熱材でおおわれて いる。 銅製容器とかき混ぜ棒の質量が合計で150g であるとして,次の問いに答えよ。た だし,銅と水の比熱をそれぞれ 0.4 J/(g・K), 4.2J/(g・K) の一定の値とする。 [A] 次の文章の空欄に適当な語句を入れよ。 熱量計に水道水を入れて放置したところ, 水温が徐々に上昇し,やがて温度がほとんど 変わらなくなった。このとき,熱量計と水は[ア]の状態にあるといわれる。水温が 上昇したのは,熱量計と水のイ が異なっていたからである。 イの異なる2つ の物体を接触させると,これらの接触面で、物体を構成する粒子がもつウ のエネ ルギーがやりとりされる。 物体の間で移動するウのエネルギーを [ I という。 [B] 熱量計に水250gを入れて放置したところ, 熱量計と水をあわせた全体の温度が25 ℃になった。 次の物理量の値を求めよ。 (1) 銅製容器とかき混ぜ棒をあわせた熱量計全体の熱容量 (2) 熱量計と水をあわせた全体の熱容量 (3) 熱量計と水をあわせた全体の温度を65℃ にするのに必要な熱量 [C] 水250gが入った熱量計の全体の温度が25℃のとき,その中に 85℃に加熱した質 量500gの鉄の塊を入れ, かき混ぜて放置したら、全体の温度が35℃になった。 次の 手順で鉄の比熱を求めよ。 (1) 熱量計と水が得た熱量は全部でいくらになるかを求めよ。 (2) 鉄の比熱をc[J/(g・K)] として,鉄が失った熱量を求めよ。 (3) 鉄の比熱を求めよ。 ただし, 小数点以下第2位を四捨五入すること。 油 15℃ 600g =) アルルコ 100g 95⁰. AT熱平衡 イ温度 ウ熱運 工熱

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物理 大学生・専門学校生・社会人

お助けをm(_ _)m

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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