Physics
มัธยมปลาย
明治大学理工学部2007の物理大門Cです
イの答えが理解できません。解説していただきたいです。
図のように、ピストンをはめた2個の円筒容器が細い管でつながれ, 鉛直に立
てられている。左側の容器は, 断面積が S」 であり、ピストンの質量は M, であ
る。右側の容器は, 断面積が S2であり,ピストンの質量は M2である。右側の
容器の底には弁が付けてあり,そこから容器内に水または気体を導入できる。左
側の容器の底近くにはヒーターが取り付けてあり,2個の容器内部全体を加熱で
きる。この装置に使われている材料は, すべて, 無視できる熱容量を持ち, ま
た,熱を通さない。重力の加速度の大きいをg,気体定数をR, 大気の圧力を
poとして答えよ。
はじめに,2個の容器を水で満たした。すると,図(a)に示すように, 左右のピ
ストンは,それぞれ底から高さ h」およびh,の位置で静止して, h」<haとなっ
た。このとき, 左側のピストンが水から受ける圧力は
ア
である。そし
て、M」とM:の間には, イという関係がある。
次に,水を容器内から排出して, 右側のピストンの上に質量Mのおもりを
乗せ,容器内をnモルの単原子分子理想気体で満たした (図 b))。すると,2つ
のピストンは底から等しい高さhのところに静止した。このときの気体の温度
はTであった。2個の容器をつなぐ細管や弁につながる細管の体積を無視す
ると,h=
ウ
である。また,右側のピストンに乗せたおもりの質量は
M =
エ
である。ここで,ヒーターに電流を流して,気体をゆっくりと
tn執1た
その結里
気休の担確け 1Tだ1+レがれ
のHの ラ
M2
M1
hy
m
イ
の解答群
の Mi<M2
2 MS<M,S2
③ MSz <M: S」
の M、= M2
6 MS= M:S2
6 MS2 =D M:S
の M> M2
8 M,S > M2S2
③ M,S: > M:S
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ロ
A 保護されていない通信| 27.110.35.148/univsrch/ex/data/2007/bp/p06/..
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理工
物理 - 解答
3
ウ 3
M2
エI
2)
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アイウエ
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