化学の問題

質問

ボイルシャルルの問題について、どのように考えたらいいのか教えてください。

問　断面積5.0×10^-3(m^3)の円筒形の容器に、滑らかに動く軽いピストンで気体を封入した。始め、気体の温度は300K、体積は1.000×10^-3(m^3)であった。大気圧を1.0×10^5(Pa)とする。
(1) 温度を360Kまで上昇させたときの気体の体積(m^3)及び、ピストンの移動距離x(m)を求めよ。
(2) 体積の変化にともない、気体がピストンした仕事w(J)を求めよ。

これはどのように解いたらいいのでしょうか。
どのようにかんがえたらいいのか見当もつかなくて。
だれか教えてください。

回答No.3

c80s3xxx

(1) 内圧と外圧 (大気圧) が等しいということを読み取れればOK．
(2) ピストンは気体に押された．気体の押す力は内圧で示される．仕事は，力と動いた距離の積．ピストンの断面積がわかれば，内圧からここにかかる力がわかる．そして，(1)から押した距離がわかる．かければ仕事．しかし，これは別の計算でも求められることに気づくかどうか．

回答No.2

noname#160321

ボイルシャルルの法則により、p1Ｖ1=nＲＴ1、nＲが変化しないので、
p1Ｖ1/Ｔ1=p2Ｖ2/T2
圧力は大気圧なので、(１)では温度と体積だけ考えれば良い訳です。
V1=1.000×10^-3(m^3)、Ｔ1=300 (Ｋ)、Ｔ2=360 (Ｋ)
ですから小学校の算数で体積が1.2倍にふくれます。
筒の断面積が5.0×10^-3(m^2)　(問題にはｍ^3と書いてあるけど無視)
だから気体分の筒の初期の長さは、
Ｌ1=1.000×10^-3 /(5.0×10^-3) (m) = 2.0× 10^-1 (m)
体積が増えても筒の断面積が変わらないので、体積が1.2倍なら筒の内部の長さも1.2倍。
つまり、
(1.2-1)×2.0× 10^-1 = 4.0 ×10^-2 (m)
だけ伸びました。４ｃｍですね。
(2)ではした仕事は、
ΔＬ×Ａ(面積)×ｐ(圧力)=4.0 ×10^-2 (m) × 5.0×10^-3(m^2) × 1.0×10^5 (Ｐa)
=2.0×10^1 (Ｐa・ｍ^2・ｍ)
Ｐa=Ｎm^-2ですから
=2.0×10^1 (Ｎm)
1 Ｊ=1Ｎm
なので
=20Ｊ

回答No.1

okormazd

>どのようにかんがえたらいいのか見当もつかなくて。
何を勉強しているんだろ？

P1V1/T1=P2V2/T2
W=PΔV
ΔV=V2-V1

体積=断面積×距離

これでわからなければ、"$&%'%*`~=|$%'()'&%#>。