238 ボイル・シャルルの法則■ 断面積 1.4×10m²の円筒形の容 器に なめらかに動く軽いピストンで気体を封じる。 このとき, 容器の 底からピストンまでの高さは24cm, 気体の温度は300K, 大気圧は 1.0×105Paであった。 重力加速度の大きさを9.8m/s2とする。 このピストンの上に質量10kgのおもりをのせ、内部の気体の温度を 340Kにしたときの、 容器の底からピストンまでの高さん [cm] を求めよ。 ++++++ おもり PR EN 241

解答 気体の圧力をp [Pa] とすると, ピストンにはたらく F S 力のつりあいは、「ヵ= 5」を用いて px (1.4×10-3)-(1.0×105)×(1.4×10-3) 10×9.8 1.4×10-3 よってん=16cm -10×9.8=0 11601 -=1.7×105 Pa よって p = (1.0×105) + ボイル・シャルルの法則「一定」より (1.0×105)×{(1.4×10-3)×(24×10^2)}__ (1.7×10)×{(1.4×10-3)×(h×10-2)} 300 340 X(0) 大気が 押す力 中の気体 が押す力 おもりが 押す力