【演習】熱力学第1法則①

物理基礎【熱】第7講『熱力学第1法則①』の講義内容に関連する演習問題です。 講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。

熱力学第1法則①熱力学第1法則は,公式を丸暗記しても使えない公式の筆頭です!公式に使われているQ,U,Wの3つが何を表すのかをしっかりと理解していないと,いざ計算しようと思っても正しく代入できません。...
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問題

[Level.1]
密閉された容器A,Bに,同じ種類の気体が同じ量だけ入れられている。 A内の気体は温度が50℃,B内の気体は温度が80℃であった。 内部エネルギーが大きいのはA,Bどちらの気体か。

[Level.2]
図1のように,ピストンがついた容器内に気体を入れて冷やしたところ,ピストンが下がった。 容器内の気体は外部に対して仕事をしたか。 それとも仕事をされたか。

[Level.3]
図2のように,密閉された容器の中央に仕切り板を入れて2つの部屋X,Yに分ける。 はじめX,Yには同じ種類の気体が同じ量だけ入れられており,ともに温度が27℃,内部エネルギーが3.7×102Jであった。 仕切り板を外してX,Y内の気体を混ぜると,温度と内部エネルギーはそれぞれいくらになるか。

この下に答えを載せていますが,まずは自力で考えてみましょう。


答え

[Level.1]
B

[Level.2]
仕事をされた

[Level.3]
温度:27℃
内部エネルギー:7.4×102J

こちらの動画で詳しい解説をしています。 ぜひご覧ください!