Physics
มัธยมปลาย
เคลียร์แล้ว
(2)で、解答は熱力学第1法則から△Uを求めているのですが、
△U ＝(3/2)nRΔT
＝(3/2)P△V
＝(3/2)×(2.0×10^2) ∵(1)より
の、式ではなぜ求められませんか？
310. 熱力学の第1法則 なめらかに動くピストンを備え
たシリンダー内に気体が入っており, その圧力は1.0×105
Paである。 圧力を一定に保ちながら, 気体に 7.0 × 102J
の熱を加えたところ, ピストンは0.50m移動した。 シリ
ンダーの断面積は4.0×10-33m² である。
(1) 気体が外部にした仕事はいくらか。
(2) 気体の内部エネルギーの増加はいくらか。
熱源
0.50m
例題41
310. 熱力学の第1法則
解答 (1) 2.0×10²J (2) 5.0×10²J
指針 (1) 定圧変化なので, 外部にする仕事 W' は, W'=p4V と表
される。(2) 熱力学の第1法則 4V=Q+W=Q-W' を用いる。 気体
が熱を吸収するときは Q>0, 膨張するときは W'>0 となる。
解説 (1) ピストンが 0.50m移動したので, シリンダー内の気体の
体積変化 ⊿Vは, ⊿V = (4.0×10-3)×0.50=2.0×10-3m²
気体が外部にした仕事 W'[J] は,
W'=p⊿V=(1.0×105) × (2.0×10-3) = 2.0×10²J
(2) 内部エネルギーの増加 4U [J] は, 熱力学の第1法則から,
4U=Q-W'=7.0×102-2.0×10²=5.0×10²J
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