ピストンとヒーターによる仕事に関する物理問題
- 大気中に置かれたピストン付の断熱容器にヒーターを用いて熱量Qを加えたとき、気体は膨張し、ピストンを押し上げる。気体がした仕事と膨張して増えた体積分の気体がもつ内部エネルギーとの和はいくらかを求める物理問題。ピストンの質量と容器の熱容量は無視できる。
- 仕事とエネルギーの関係が既知であるが、数値は与えられていないため問題の定量化に難がある。この物理問題に対する解答を求める。
- ピストンとヒーターを使った仕事に関する物理問題。大気中の断熱容器にヒーターを加えたことで気体が膨張し、ピストンを押し上げる。ピストンの質量と容器の熱容量は無視できる。仕事と膨張した気体の内部エネルギーの和を求める。
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ピストンを用いた仕事の複合題
ピストンとヒーターによる仕事に関する物理問題です。 以下問題文です。 大気中に置かれたピストン付の断熱容器に入っている理想気体にヒーターを用いて熱量Qを加えたところ，気体は膨張し，ピストンを押し上げた。ただし，ピストンはなめらかに動き，ピストンの質量と容器の熱容量は無視できるものとする。 このとき，気体がした仕事と，膨張して増えた体積分の気体がもつ内部エネルギーとの和はいくらか。正しいものを選べ。【正答 (4)】 仕事とエネルギーの関係は既知としているものの， これといった数値も与えられていない為 定量化に難を要しています。 どなたかのお知恵を拝借願います。 何卒宜しくお願い致します。
- bistort
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- 物理学
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ひっかけ問題のようにみえます。 熱力学第一法則の公式の意味を考えてみましょう。（エネルギー保存則） 外部から与えられた「熱量」は、「内部エネルギー」と「仕事」の和になります。（Q=U+W） ところで、問題文における『気体がした仕事と，膨張して増えた体積分の気体がもつ内部エネルギーとの和はいくらか。』という一文ですが、これはそのまま「内部エネルギー」と「仕事」の和と考えられます。 と言うことは、結局外部より与えられた熱量と同じになります。（U+W=Q）
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FGLPQRさん，ご回答ありがとうございます。 確かに問題文そのものが法則を表現しているので 公式の再確認から理解できます。 ある程度問題と距離を持って眺める必要もあると 勉強になりました。 ご助力感謝致します。