Physics
高中
已解決
(1)どうして面積で答えが求められるのですか？
(2)1個目の式が2個目の式になるところが分かりません。
どう考えればいいでしょうか？
がな
61.気体がする仕事●図1のように, なめらかに
動くピストンで理想気体を封じた容器がある。ピスト
ンにはばねがついていて, ばねの一端は容器に固定さ
れている。この気体を熱したところピストンはゆっく
り右に動き,気体の圧力と体積はカーV図上で図 p[Pa]
2のように状態 A(か, Vi) から状態 B(pe, V2) に
61.
00000000O0
図1
B
p2
変化した。
(1)気体がピストンにした仕事 W (J] を求めよ。
LTAN
っ
A
ler
0
0
V
Ve Vim°]
(2) 初めの状態Aのとき,ばねは自然の長さで
あった。状態Bでばねに蓄えられている弾性エネルギー E[J] を求めよ。
図2
4U
61| Point ばねつきピストンで封じた気体を膨張させ
ると,ピストンにはばねの弾性力がはたらくので, 容
器内の気体の圧力は変化する。 このとき, 気体が外部
にする仕事はp-V図によって囲まれた面積となる。
容器内の気体はピストンに仕事をし, ビストンは外
部の気体にする仕事とばねを縮める仕事をする。
解答(1)気体がピスト
ンにした仕事はかーV
図によって囲まれた面
積で表されるから,求
p
B
める仕事は右図の斜線
A
W
部分の面積となる。
したがって,気体がピ
0
VA
V2
V
ストンにした仕事は
W=(か+p)(G-V))
(2) ピストンが外部にする仕事は, 外部の気体にする仕
事 Ws(J] とばねに蓄えられる弾性エネルギーE[J]
Gon
になるから
W=W»+E
外部の圧力はか [Pa] で一定だから,外部の気体がビ
ストンからされる仕事は
Ws=か(V2-V)
よって
1
-(か+カ)(V2-Vーか(V2-V)
E=W-W»=う
--ム)(G-))
【J]
1
解答
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どうしてpvでWが求められるんですか？