【演習】熱力学第1法則②

物理基礎【熱】第8講『熱力学第1法則②』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②熱力学第1法則は「物体に熱を与えたとき，その熱がどのように使われるか」を示しています。具体的にイメージを思い描けるようにしましょう！...

問題

[Level.1]
ピストンがついた容器内に気体を入れて加熱したところ，気体の内部エネルギーは4.2×10²J増加し，外部に対して2.0×10²Jの仕事をした。 気体が得た熱量は何Jか。

[Level.2]
ピストンがついた断熱容器に気体を入れ，ピストンを押して気体に1.7×10²Jの仕事をした。 このときの気体の内部エネルギーの変化を求めよ。 また，気体の温度は上がったか，それとも下がったか。

[Level.3]
ピストンがついた容器内に気体を入れてピストンを動かしたところ，気体は1.2×10²Jの熱量を放出し，気体の内部エネルギーは1.8×10²J減少した。 このとき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。

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]
6.2×10²J

[Level.2]
1.7×10²J，温度は上がった

[Level.3]
仕事をした