【演習】ボイル・シャルルの法則

物理【熱】第2講『ボイル・シャルルの法則』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。

ボイル・シャルルの法則気体の圧力,体積,温度に関する考察をしていきます。例えば「圧力を変化させると温度はどうなるか」といった問題はどう考えればよいでしょうか?...
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問題

[Level.1]
圧力1.0×105Pa,温度27℃,体積0.80m3の気体の温度を一定に保ったまま,圧力を1.2×105Pa,体積を0.60m3にした。 このとき気体の温度は何℃になるか。

[Level.2]
断面積が等しく,なめらかに動くピストン付きの容器A,Bがある。 それぞれに同じ量の理想気体を封入した後,下図のように水平面に容器を固定し,ピストンどうしをつなぐ。 このとき,どちらの気体も圧力1.0×105Pa,温度3.0×102K,体積0.72m3であった。 次にA内の気体の温度を3.0×102Kに保ったまま,B内の気体の温度を上げたところ,B内の気体の圧力が1.2×105Paになった。 A内の気体の圧力と体積をそれぞれ求めよ。

[Level.3]
前問において,B内の気体の体積と温度をそれぞれ求めよ。

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]
−3.0℃

[Level.2]
1.2×105Pa,0.60m3

[Level.3]
0.84m3,420K

(※ 解説は現在準備中。)