高校物理

高校物理
5分で解ける!断熱的混合、自由膨張に関する問題

1
Movie size

5分で解ける!断熱的混合、自由膨張に関する問題

1

子どもの勉強から大人の学び直しまで
ハイクオリティーな授業が見放題

カンタン登録1分

この動画の問題と解説

練習

一緒に解いてみよう

熱力学21 練習 全部

解説

これでわかる!
練習の解説授業
lecturer_avatar

断熱容器A,B内の気体を混合させる問題ですね。断熱的混合が起こった後の温度と圧力を求めていきましょう。

Qin、Wout、ΔUがすべて0

熱力学21 練習 (1)の問題文と図

lecturer_avatar

熱平衡状態 とは AとBの気体が混ざり同じ温度になった状態 です。この最終的な温度をT'とおきましょう。

lecturer_avatar

まず容器全体に注目すると、断熱材で覆われているので断熱変化です。つまり、 吸収熱Qin=0 ですね。さらにAとBの全体の体積は一定で、 気体が外にする仕事Wout=0 になります。これらを熱力学第一法則Qin=ΔU+Woutに代入すると、 内部エネルギーの変化ΔU=0 であることもわかります。つまり、 内部エネルギーが保存される ということです。

lecturer_avatar

最初の内部エネルギーは容器Aの内部エネルギーnCVT、容器Bの内部エネルギー2nCV×2Tの合計ですね。また、混ぜ合わせた後の内部エネルギーはモル数が3nなので、3nCVT'。
nCVT+2nCV×2T=3nCVT'
という式を立ててT'について解けば答えになります。

(1)の答え
熱力学21 練習 (1)解答すべて

混合後の状態方程式を利用

熱力学21 練習 (2)問題文のみ

lecturer_avatar

求める混合後の圧力をP'とおきましょう。容器Aと容器B全体において、モル数n、体積V、温度Tは求まっているので、 状態方程式PV=nRT の式に代入すれば求まりますね。

(2)の答え
熱力学21 練習 (2)解答すべて
断熱的混合、自由膨張
1
友達にシェアしよう!
Logo black
Register description
  • すべての授業の「要点まとめノート」「問題・解答」をPDF無料ダウンロードできる
  • 学校で使っている教科書にあわせて勉強できる
  • わからないところを質問できる

      会員登録をクリックまたはタップすると、利用規約・プライバシーポリシーに同意したものとみなします。
      ご利用のメールサービスで @try-it.jp からのメールの受信を許可して下さい。詳しくは
      こちらをご覧ください。

      この授業のポイント・問題を確認しよう

      熱力学

      Logo black
      Register description

          会員登録をクリックまたはタップすると、利用規約・プライバシーポリシーに同意したものとみなします。
          ご利用のメールサービスで @try-it.jp からのメールの受信を許可して下さい。詳しくは
          こちらをご覧ください。

          熱力学第一法則

          Logo black
          Register description

              会員登録をクリックまたはタップすると、利用規約・プライバシーポリシーに同意したものとみなします。
              ご利用のメールサービスで @try-it.jp からのメールの受信を許可して下さい。詳しくは
              こちらをご覧ください。

              高校物理