Question

りゅう

なぜ赤線のことが言えるのか教えて欲しいです

保存力しか働いていないから力学的エネルギー保存則が成り立っているなと思ったのですがどうやって図示してそのことを表すのか
そして
なぜエネルギーの言葉の前に（落下した水の）＝（はじめの）という言葉が必要になるのかもわからないです

教えて欲しいです

一法関
基本例題28 熱と仕事
►►► 74,75
アフリカにあるビクトリア滝は落差110m, 水量は毎分1.0×10m² といわれる。重力加速度の大きさを
9.8m/s', 水の密度を1.0×10°kg/m?, 水の比熱を4.2J/(g・K) とする。
(1) 落下した水の運動エネルギーがすべて熱に変わるとしたとき, ビクトリア滝で1秒間に発生する熱量Q〔J〕
を求めよ。
(2) (1)の熱量が水温の上昇に使われたとして, その温度の上昇4T〔K〕を求めよ。
仕事)
(3) この水を利用して水力発電を行うとして,得られる出力(仕事率) P 〔W〕 を求めよ。ただし,水車の効率は
50% とする。
指針mgh [J] の質量mの単位にkg を用いるので,熱量の計算にはm×10°〔g〕 として用いる。
落下した水の運動エネルギー=はじめの位置エネルギー
解答 (1) 1秒間に落下する水の質量m[kg〕は
(1.0×105)×(1.0×10³) _ 108
60秒
60
m=-
-kg
1秒間に発生する熱量は, 1秒間に失われる力学的エ
ネルギーに等しいから
108.
Q=mgh=
-X9.8×110
60
= 1.79... ×10°
≒1.8×10°J
Let's Try!
位
BEL
第6章 熱とエネルギー 61
どんか度
(2) Q=(m×103)×c×4Tより
AT=
to 3 ??
Q mgh gh
10°C
mc×103
mc×103
= 0.256...≒0.26K
(3) 仕事率は1秒当たりにした仕事で (1) Q に等しいか
ら
50
100
=(1.79×10°) x
P=Qx
= 8.95×10°≒9.0×10°W
9.8×110
103×4.2
50
100
たが
REME
7、物
ネル

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

たこ焼き

そうです
保存力しか働いていないから力学的エネルギー保存則が成り立ちます。

すなわち、
(落下する前の水がもつ力学的エネルギー)=(落下した水がもつ力学的エネルギー)

落下する前の水がもつ力学的エネルギーは、重力による位置エネルギーだけ。
落下した水がもつ力学的エネルギーは運動エネルギーだけ。
よって、
　(落下する前の水がもつ位置エネルギー)=(落下した水がもつ運動エネルギー)

回答では落下する前のことをはじめの位置、と表記しています

分からなければ質問してください

りゅう

なるほど！！！
ありがとうございました😊

りゅう

すいません
（3）番の計算法が理解できないので教えて欲しいです

仕事率＝入ってきた熱分の 入ってきた熱➖出ていく熱（した仕事）
入れた熱のうちどれだけが仕事として変換されたのか

⤴︎
上のように覚えていたのですがこれを使っては解けないでしょうか？

たこ焼き

仕事率＝入ってきた熱分の 入ってきた熱➖出ていく熱（した仕事）
入れた熱のうちどれだけが仕事として変換されたのか、

と考えていたようですが、それは、仕事率ではなく、熱効率、ですよね。

熱効率は入れた熱のうちどれだけが仕事として変換されたのか、を表すものだから、
りゅうさんが書いた式になります(熱機関の分野)。

仕事率は一秒あたりにした仕事のことです。
だから、仕事÷仕事するのにかかった時間、で求まります。

今回は熱効率ではなく仕事率なので、りゅうさんが書いた式では求められません

分からなければ質問してください

りゅう

！！！
最近熱力学ずっとしてたのでその事しか考えていなくちゃんと問題文読めてなかったです、、

今まできずけなかったです、ありがとうございました！