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電気回路と熱力学の問題が分かりません。
課題として出されたのですが解き方がよく分からなくて困っています。 問題が多いためやれそうな部分だけでも助かるので回答と途中式をお願いします。 問題1：図のように，抵抗値の分かっている抵抗R1，R2 と可変抵抗R3，そして抵抗値が 未知の抵抗Rx を組合せて回路を作る．G は検流計を表している．可変抵抗R3 の値を調節 して，G の部分に電流が流れないように調節したとしよう．このときのこの回路について以下の 問いに答えよ。 1. 電流I をI1 とI2 を用いて表せ． 2. 点a と点b の電位が等しいことを利用して，R1，I1，R2，I2 の間に成り立つ関係 式を求めよ． 3. 同じように，Rx，I1，R3，I2 の間に成り立つ関係式を求めよ． 4. 上で求めた関係式を用いてRx をR1，R2，R3 で表せ．この回路はホイートストン ブリッジとよばれ，未知の電気抵抗の抵抗値を精密に測定するのに用いられる． 問題2：断熱材で囲まれたピストンつきシリンダーの中に，物質量N の気体が入ってい る場合を考える．はじめ，気体の体積がV，温度がT であったとする．ピストンを気体 がついてこられないくらい素早く動かし，体積をV′ まで増加させる．気体はあとから ゆっくりとV′ に広がっていく．このような場合には，気体の温度は変化せず，T のま まである．次にピストンをゆっくり押して，体積をV にもどしていく．この場合には， (温度)3=2 (体積) が一定に保たれることが知られている．最後に体積がV になったとき の温度T´´ を求め，それが最初の温度T よりも高いことを示せ． 問題1の図形は画像でお願いします。
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摩擦も漏洩もないシリンダー・ピストンの中に入っている気体が体積V1の状態1からV2の状態2へ準静的に変化した。ただし気体は熱的完全ガス気体の質量はm単位質量当たりの気体定数はRとする。 (1)気体の温度Tは変わらなかったとすると気体が放出する熱量Qはいくらか? (2)気体の圧力Pは変わらなかったすると気体の温度比T2/T1はいくらか?ただしT2は状態2における気体の温度T1は状態1における気体の温度とする。 (3) (2)において気体が熱的完全ガスでもあるとする。気体が放出する熱量Qを温度以外の変数または定数を用いて表せ。ただし気体の定圧比熱をcpとする。 どなたか教えてください。お願いします。
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- 熱力学の問題です。
以前、ＯＫＷＥＢに投稿されていた質問で、回答がないまま締め切られていた問題です。興味があったので、計算結果を付加して投稿しました。解いては見たのですが、自信がないので指摘をお願いします。（長文です） （元の質問）物理の問題３問の答えと解説をお願いします。 底のある円筒容器に気体が上部にあるピストンで封じられている。気体は円筒容器底に取り付けられたヒーターによって暖めることができる。円筒容器の内側の上下にストッパーがあり、ピストンはこれら２つのストッパーの間ではなめらかに動くことができる。ただし、ピストンの質量は無視できるものとし、ピストンの断面積をＳ、移動可能距離をＬとする。また、重力加速度の大きさをｇとする。 （１） 最初、ピストンは下のストッパーに接しており、このときの容器内の気体の圧力ｐ０と絶対温度Ｔ０は大気と等しく、体積はＶ０であった。ピストンの上に質量Ｍのおもりをのせて、ヒーターにより気体を暖めた。気体の圧力がｐ１になったとき、ピストンはストッパーを離れて上昇し始めた。ｐ１はいくらか。 （計算結果）p1S=p0S+Mgよりp1=p0+Mg/S となりませんか。 （２） ピストンが上のストッパーに当たったときに、ヒーターからの熱の供給を止め、ピストンの上からおもりを取り除いた。その後、気体から熱が大気中に逃げ、温度が下がった。ピストンが上のストッパーから離れ、下降し始めるときの絶対温度はＴ０の何倍か。 （計算結果）ピストンが上のストッパーにあるときの体積V=V0+LSなので、 ボイルシャルルの法則からP1V/T=P0V0/T0より、 TはT0の(p0+Mg/S)(V0+LS)/P0V0倍になる。 （３） さらに十分に時間が経過したのちに、容器内の気体の絶対温度は大気と同じＴ０になった。このとき、ピストンは下のストッパーに接して止まり、気体は最初の状態に戻った。このようにしてピストンが上下のストッパーを往復する間に、気体が外部に対してした全仕事はいくらか。 （計算結果）仕事は、状態変化した間の面積なので、 ピストンが上昇した時の仕事は、w1=p1Δv＝p1{(V0+LS)-V0}=p1LS 下降して減少した面積はp0V0なので、 全仕事は、w1-p0V0=(LS-V0)p0+MgL となりました。 よろしくお願いします。 物理の問題３問の答えと解説をお願いします。 底のある円筒容器に気体がピストンで封じられている。気体は底に取り付けられたヒーターによって暖めることができる。円筒容器の内側の上下にストッパーがあり、ピストンはこれら２つのストッパーの間ではなめらかに動くことができる。ただし、ピストンの質量は無視できるものとし、ピストンの断面積をＳ、移動可能距離をＬとする。また、重力加速度の大きさをｇとする。 （１） 最初、ピストンは下のストッパーに接しており、このときの容器内の気体の圧力ｐ０と大気の絶対温度Ｔ０に等しく、退席はＶ０であった。ピストンの上に質量ｍのおもりをのせて、ヒーターにより気体を暖めた。気体の圧力がｐ１になったとき、ピストンはストッパーを離れて上昇し始めた。ｐ１はいくらか。 （２） ピストンが上のストッパーに当たったときに、ヒーターからの熱の供給を止め、ピストンの上からおもりを取り除いた。その後、気体から熱が大気中に逃げ、温度が下がった。ピストンが上のストッパーから離れ、下降し始めるときの絶対温度はＴ０の何倍か。 （３） さらに十分に時間が経過したのちに、容器内の気体の絶対温度は大気と同じＴ０になった。このとき、ピストンは下のストッパーに接して止まり、気体は最初の状態に戻った。このようにしてピストンが上下のストッパーを往復する間に、気体が外部に対してした全仕事はいくらか。
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（１）定積比熱がC(T) = A + BT で与えられる物質がある(A;B > 0)。これを２つ用意 し、それぞれ温度T1; T2（ただしT1 > T2) にした後で２つを断熱材で覆って体積一 定のまま放置した。十分時間がたったあとの２つの温度を求めよ。 （２）定積比熱が広い温度範囲でC(T) = A/T で与えられる物質がある。これを２つ用意し て（１）と同じ実験を行なったとき到達する温度を求めよ。 （３）単原子分子NA 個よりなる理想気体A と２原子分子NB 個よりよりなる理想気体B がひとつのシリンダー（体積V) に密閉されている。シリンダーは熱を通すピストン で２つに仕切られている。 はじめ気体A は温度T1, 気体B は温度T2 で（ただし T1 > T2) ピストンは固定されていた。シリンダー全体を断熱材で覆ってピストンの 固定をはずし十分時間がたった後の理想気体A の内部エネルギーを求めよ。ただし 単原子（２原子）分子理想気体の比熱は一分子あたり3/2kB( 5/2kB) であることを利用 せよ。
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化学の熱力学・平衡の問題です。 (当方現在大学の物理学科2年です) ピストンのなかに温度T、圧力P、体積Vの単原子気体(理想気体)1molがある。 今、ピストンを急に推してこの気体を断熱圧縮した。 この結果体積はV/10になった。 この時気体にした仕事Wを求めよ。 単純な問題のように感じましたが、教授から「A4一枚で」「参考文献なども正確に書け」とのお達しがありました。 科目は物理ではなく化学ですし、どの程度掘り下げて考えればよいかわかりません。 問題の回答及び上記の疑問にお答えくださいませ。 お願いします。
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今大学で、熱力学のエントロピーについて勉強しているのですが、これまたさっぱり意味がわかりません＾＾； というより問題を解く上での方針がまったくわかりません・・・ ―――――――――――――――――――――――――――――――――― 理想気体を温度一定に保ったまま、温度Ｔから温度Ｔ´に準静的に変化させた場合にエントロピーの変化はいくらになるのでしょうか・・・ それと 『断熱の壁とピストンに囲まれたＴ、Ｖの理想気体を超すばやく膨張させて体積Ｖ´にする（気体が追いつかない程度の速さだから、自由膨張と同じで過程で、このとき気体の温度は変化しないそうです）。さらに準静的断熱過程によってもとの体積Ｖに戻したとき (1)気体の温度ははじめよりも上がっていることを示せ。 (2)また始状態と終状態の間のエントロピーの変化量はいくらになるか。』 という問題なのですが、 (1)はポアソンの公式（名前は忘れたのですが下のような式です。。。）を使って示すんですよね？＾＾； ＴＶ＾（γ-１）＝ＣＯＮＳＴＡＮＴ (2)についてはどの式をつかえばよいかというのがわかりません＞＜ エントロピーは状態量ってことはなんとかわかります・・・ 問題の解答を書いてくれるとそれはカナリうれしいのですが、 なんか方針だけでもおしえてくださるとカナリ助かります。 ではではよろしくおねがいしますm(＿ ＿)m
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- 熱力学の問題が分かりません教えてください
ある気体が体積V1からV2に可逆的に膨張したとする。また、気体の質量m膨張前の気体の温度と圧力はそれぞれT1,P1膨張後の気体の温度と圧力はそれぞれT2、P2、ガス定数Rとする。ただしこれら以外に必要な記号は自分で定義してその説明を記しておくこと。また気体はすべて理想気体であると仮定せよ。 1この膨張が断熱的に行われた場合の膨張後の温度を膨張前の状態量と膨張後の体積および比熱比kとを用いて表現せよ。ただしその表現は熱力学の第一法則から導きその導出過程を丁寧に示すこと この膨張が等温的に行われた場合の膨張後のエントロピーを膨張前の状態量と膨張後の体積とを用いて表現せよ。ただしその表現は熱力学的の第二法則及び第一法則から導きその導出過程を丁寧に示すこと。 すいませんさっぱりわからないので教えていただけると助かります。
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なめらかに動くピストンが付いた体積1.5Lの円筒容器が、真空中で温度300Kに保たれている。この容器中に理想気体を閉じ込め、圧力0.20MPaとした（状態A）。 [1]状態Aのピストンに、温度を一定に保ったままおもりを静かにのせたところ、体積が1.0Lになった（状態B）。 [2]次いで、おもりをのせたまま気体を加熱したところ、体積が1.4Lになった（状態C）。 ピストンの質量が無視でき、気体の漏れはないとして、次の問いに答えよ。 なお、この気体の定容モル熱容量はCmv=20.0J/(mol・K)である。 (1)気体の物質量[mol]はいくらか。 (2)状態Bの圧力はいくらか。 (3)状態Aから状態Bへ変化する過程で、おもりがした仕事はいくらか。 (4)状態Aから状態Cへのエンタルピー変化はいくらか。 という問題です。 解答ですが、(1)0.120mol(2)0.30MPa(3)150J(4)408Jです。 (1)と(2)は気体の状態方程式から答えがでます。 (4)はdH[AB]=0、dH[BC]=n Cp dTから答えが出ます。 (3)なのですが、温度が同じということで、 W=PdV=∫(nRT/V)dV=nRT ln(V[B]/V[A])として考えたら間違っていました。 解答では、W=PdV=P(V[B]-V[A])から答えを出していたのですが、どうして等温過程でなく定圧過程で答えが出るのでしょうか？
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熱力学のこの問題が解けなくてかなり焦っています。 どうか教えてください。 摩擦のないシリンダー・ピストンの中に入っている気体が、圧力P1の状態1からP2の状態２へ準静的に変化した。ただし、気体は熱的完全ガス、気体の質量はm、単位質量当たりの気体定数はRとする。 このとき、気体の温度Tは変わらなかったとすると、気体に加わった熱量Qはいくらか？ という問題です。 お分かりになる方、よろしくお願いします。
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- U2C-CC20NBK2というUSB-Cケーブルをディスプレイに接続したが映像が出力されない。
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