Question

tkhsre

なぜ5番の答えは③になるのですか？
鉛直から水平にした時に体積が増加する理由か分かりません、。

5
を,それぞれの直後の {
問3 次の文章中の空欄
図3のように,円筒形のシリンダーとその内側をなめらかに移動するピス
トンで,ある物質量の理想気体を封入し、水平な台上にシリンダーが鉛直に
なるように立てたところ, ピストンは静止した。 シリンダーとピストンは断
熱材でできており, ピストンはある質量をもつものとする｡
6:0
次に、図4のように,このシリンダーをゆっくりと水平にし,台上に置いmu
たところ,ピストンは静止した。 この間に, シリンダー内の
00--wu
①減少し,内部エネルギーは減少するので,
②減少し, 内部エネルギーは増加するので,
③増加し, 内部エネルギーは減少するので,
④ 増加し, 内部エネルギーは増加するので,
⑤ 図3と同じで, 内部エネルギーは変わらず,
気体の体積は 5
気体の温度は
大気
シリンダー
6
90
ピストン
6 に入れる語句として最も適当なもの
で囲んだ選択肢のうちから一つずつ選べ。
図 3
①上がった。
② 下がった。
③ 変化しなかった。
S
気体
気体
シリンダー
図4
大気

問題の図3の鉛直に立てたシリンダー内の気体の圧
は、ピストンに質量があるので, 大気圧より大きい。
シリンダーをゆっくりと鉛直から水平にする間に、
気体の圧力は小さくなり,気体の体積は増加していく。
問題の図4のようにシリンダーを水平にすると、ピス
トンにはたらく水平方向の力のつり合いより、シリン
ダー内の気体の圧力は大気圧と等しくなる。
シリンダーを鉛直から水平にする間に、 気体の体積

Answer 1

✨ คำตอบที่ดีที่สุด ✨

ジャスタウェイ

シリンダーを鉛直に立てたときは、ピストンに質量があるので、シリンダー内の気体には「大気圧」に加えて「ピストンが重力によって押されることによる圧」がかかっています。

ピストンが静止しているとき、この2力とシリンダー内の気体の圧力はつりあっていると言えます。

したがって、シリンダー内の気体の圧力は大気圧よりも大きいということになります。

しかしシリンダーを水平に置くと、水平方向には「大気圧」以外の力、つまり重力やその他の力ははたらいていません。

ピストンが静止しているとき、シリンダー内の気体の圧力と大気圧による力はつりあっていると言えます。

したがって、シリンダー内の気体と大気圧は等しいということになります。

これらを考えると、シリンダーを鉛直方向から水平方向に倒すと、シリンダー内の気体の圧力は「大気圧より大きい圧力」から「大気圧」まで小さくなります。

断熱容器内の気体の圧力を小さくするためには、体積を大きくしなくてはなりません。

したがって、シリンダー内の気体の圧力が小さくなるとき、体積は増加します。

ここで、シリンダー内の気体はピストンを外側に押すという「仕事をした」ので、内部エネルギーは減少したと考えられます。

tkhsre

水平にする前までは内部の気体は重力の分だけ大気圧より大きいから、水平にするとその分の力がピストンを外に向けて力が加わるから体積が増えるんですね。
理解出来ました！ありがとうございます！