状態1→2において
内部エネルギー変化は気体の状態方程式より
(3/2)nRΔT
=(3/2){p₀+(kd/S)}・3Sd－(3/2)p₀・2Sd
=(3/2)p₀Sd+(9/2)kd²・・・①
された仕事は、ピストンとばねがした仕事の総和に等しいので
p₀Sd+(1/2)kd²・・・②
よって気体の吸収熱量は
①+②＝(5/2)p₀Sd+5kd²
Physics
高中
解き方全然思いつきません。答えまで導くのを手伝って頂きたいです🙇♀️
B 圧力 po の大気中において, 図2のようにばね定数kの軽いばねの右端を壁に
固定し, ばねの左端に断面積Sのピストンを取り付け, 水平な床に固定したシ
リンダーとピストンによって単原子分子理想気体(以下, 気体と呼ぶ) を封入した。
ピストンとシリンダーはともに断熱材でできており,ピストンはシリンダーに対
してなめらかに動く。 ピストンが静止したとき気体の体積は2Sd で, ばねは自
然長であった。 この状態を状態1とする。 ヒーターによって気体をゆっくり加熱
しばねが自然長からd縮んだ直後に加熱をやめた。 加熱をやめた直後の状態
を状態2とする。 なお, ばねはつねに水平で, ピストンはシリンダーから外れる
ことはなく,ヒーターの体積および熱容量は無視できるものとする。
大気
Po
ピストン
ヒーター
床
図2
ばね
Oooooooooo
壁
問6 状態1から状態2までの間に気体が吸収した熱量はいくらか。 最も適当なも
のを,次の①~⑥のうちから一つ選べ。 16
1 ½ ½ pod + ½ kd²
> +1/+posd+3kd²
③Posd + kd²
④
PoSd+3kd²
7
⑤
posd+zzkd2
⑥
PoSd+5kd²
解答
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