高校物理

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5分でわかる!気体の仕事とP-Vグラフ

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5分でわかる!気体の仕事とP-Vグラフ

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この動画の要点まとめ

ポイント

気体の仕事とP−Vグラフ

熱力学18 ポイント2 全部 空欄埋める

これでわかる!
ポイントの解説授業
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気体が外部にした仕事をP−Vグラフから求める方法について解説していきます。

圧力が一定の時、仕事はP×ΔV

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まずは、圧力が一定の変化、つまり 定圧変化 のP−Vグラフを見てましょう。

熱力学18 ポイント2 左の図

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圧力Pが一定で、体積が増加しています。気体が膨張している状態ですね。このとき、気体が外部にした仕事は PΔV と表せます。グラフでは、どの部分になるでしょうか? 色が塗られている長方形の面積 ですね。つまり、 気体が外部にした仕事はPVグラフとV軸で囲まれた部分の面積 なのです。

圧力が一定でない時は、P-Vグラフの面積

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では、圧力が一定ではない場合はどうなるでしょうか?圧力が一定の時と異なり、(圧力P)×(体積の増分ΔV)で単純に計算することはできません。

熱力学18 ポイント2 右の図

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上のグラフは圧力が変化しているときのP−Vグラフです。圧力が変化しているので、PΔVでは計算できませんよね。しかし、 仕事はグラフの面積で表せる ということは変わりません。グラフにおいて 色を塗った部分が気体が外部にした仕事 です。

熱力学18 ポイント2 空欄埋める

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気体が外部にした仕事は、グラフの面積から求められるということを覚えておきましょう。

Suzuki

この授業の先生

鈴木 誠治 先生

知識ゼロからでもわかるようにと、イラストや図をふんだんに使い、難解な物理を徹底的にわかりやすく解きほぐして伝える。

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