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熱力学 球形容器の膨張
上野 尚人（@uenotakato）の回答
- 上野 尚人（@uenotakato）
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＞ピストンはゆっくり状態変化するので ピストンの力のつり合いの式 PS=P0S+F が立式できます。 ピストンとバネがつながっている問題の場合は、ピストン内の気体をひとつの系とみることが多いです。 ピストン内の気体に対して熱力学第一法則を適用します。気体がバネに対してする仕事は「ΔU = Q - W(out)」のうちのW(out)の部分に当てはめます。バネの弾性力エネルギーは、系のもつエネルギーに含みません。 それに対してこの問題は、系の中に容器のもつエネルギーも含まれています。 バネのたとえでいえば「ピストンとバネをひとつの系とみて、エネルギーの保存（熱力学第一法則）を適用しているようなもの」と解釈できるでしょう。 誘導に沿わずに、 ΔU = Q + { W(in) - ΔUc } という式からスタートして、{ } の部分が「気体だけに注目した場合の『仕事』」に該当すると考えても同じ結果になります。 （移項するだけで同じ式になりますね） ※ちなみにどこの入試問題でしょうか。差し支えなければ教えていただけるとありがたいです。
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