Question

Σ

なぜ重力による位置エネルギーが仕事に等しいのですか？

考 223 熱と仕事 0℃の粒状の鉛1.0×108g をびっしりつめた袋
がある。この袋を床から高さ1.0mの位置からくり返し 50 回落下さ
せた後,温度を測定したら3.0℃になっていた。重力加速度の大きさ
を 9.8m/s2, 鉛の比熱を0.13J/(K) とし, 鉛入り袋は床ではねかえ
らないものとする。
(1) 落下の際、鉛入り袋に対して重力がした全仕事 W〔J〕 を求めよ。
(2) 鉛粒の温度上昇に使われた熱量 Q [J] を求めよ。 ただし, 袋と空
気の熱容量は無視できるものとする。
(3) (1) の W , (2)のQとの差は主にどんな形で使われたか, 簡単に説明せよ。
12
例題 42

この仕事の一部が, 鉛粒の温度上昇として使われる。
Cont
解答 (1) 1回の落下で重力がする仕事は, 鉛入り袋がもつ重力による位置エネ
ルギー (床を基準水平面とする) に等しく
01
2
1.0 ×9.8×1.0J
よって W=(1.0×9.8×1.0)×50=4.9×10²J
(2) 「Q=mcAT」より
2
30,Q=(1.0×10)×0.13×(3.0-0)=3.9×10²J
第5 (3) 床との衝突の際に起こる, 鉛粒の変形、分裂や床の温度上昇などに使わ
れた。
1011
1 重力
ギーは,生
で落下する
した仕事
②2 質量
(1) では単
位g で用