【高校物理】真空中での定圧変化:断面積S[m^2]のシリンダーが鉛直に置かれ,内部にn[mol]の単原子分子からなる理想気体が閉じこめられている。軽いピストンの上に質量 M[kg]のおもりをのせ、お… - 質問解決D.B.(データベース)

【高校物理】真空中での定圧変化:断面積S[m^2]のシリンダーが鉛直に置かれ,内部にn[mol]の単原子分子からなる理想気体が閉じこめられている。軽いピストンの上に質量 M[kg]のおもりをのせ、お…

問題文全文(内容文):
断面積S[m^2]のシリンダーが鉛直に置かれ,内部にn[mol]の単原子分子からなる理想気体が閉じこめられている。軽いピストンの上に質量 M[kg]のおもりをのせ、おもりのまわりを真空にした。このとき、ピストンは、底から高さh_0[m]の位置で静止した。
次の各問に答えよ。ただし、重力加速度の大きさをg[m/s^2],気体定数をR[J/(mol・K)]とする。
(1) 気体の圧力,温度をそれぞれ求めよ。
次に、ヒーターから気体に熱を与えたところ、気体は膨張し、ピストンは、底から高さh_1[m]の位置で静止した。
(2) 気体が外部にした仕事は何Jか。
(3) 気体の内部エネルギーの変化量は何Jか。
(4) 気体が受け取った熱量は何Jか。
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単元: #物理#熱・波・音#理科(高校生)
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問題文全文(内容文):
断面積S[m^2]のシリンダーが鉛直に置かれ,内部にn[mol]の単原子分子からなる理想気体が閉じこめられている。軽いピストンの上に質量 M[kg]のおもりをのせ、おもりのまわりを真空にした。このとき、ピストンは、底から高さh_0[m]の位置で静止した。
次の各問に答えよ。ただし、重力加速度の大きさをg[m/s^2],気体定数をR[J/(mol・K)]とする。
(1) 気体の圧力,温度をそれぞれ求めよ。
次に、ヒーターから気体に熱を与えたところ、気体は膨張し、ピストンは、底から高さh_1[m]の位置で静止した。
(2) 気体が外部にした仕事は何Jか。
(3) 気体の内部エネルギーの変化量は何Jか。
(4) 気体が受け取った熱量は何Jか。
投稿日:2025.12.01

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(1) 棒が受ける重力W、糸の張力T、ちょうつがいから受ける力の水平成分N、鉛直成分Fを図中に示せ。
(2) 棒が受ける力の水平方向と鉛直方向のつりあいの式、およびちょうつがいを回転の中心とした力のモーメントのつりあいの式を示せ。
(3) T、N、Fの大きさを、Wを用いてそれぞれ求めよ。
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