【演習】内部エネルギーの保存

物理【熱】第8講『内部エネルギーの保存』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。

内部エネルギーの保存内部エネルギーの値(またはその変化量)は求められるだけでは不十分!例題を通じて,内部エネルギーの使い方を学んでいきましょう。...
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問題

下図のように,断熱容器が仕切り板によって,A(容積0.20m3)とB(容積0.48m3)の2つの部屋に分けられている。 このうちAには温度3.4×102K,物質量2.0molの単原子分子理想気体を入れ,Bは真空にする。 気体定数を8.3J/(mol・K)として,以下の各問に答えよ。

[Level.1]
容器内の仕切り板を外して十分時間が経過した。 このとき,はじめAにあった気体が外部にする仕事Wについて述べた次の文章のうち,正しいものはどれか。
(a)気体は外部に仕事をする(W>0)。
(b)気体は外部から仕事をされる(W<0)。
(c)気体は外部に仕事をしない(W=0)。

[Level.2]
容器内の仕切り板を外して十分時間が経過したときの温度を求めよ。

[Level.3]
容器内の仕切り板を外して十分時間が経過したときの圧力を求めよ。

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]
(c)

[Level.2]
3.4×102K

[Level.3]
8.3×103Pa

(※ 解説は現在準備中。)