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物理 高校生

高校物理の問題です。 (4)の問題で、私は熱力学第一法則を用いて求めようとしましたが答えが合わなくて困っています。 どこが正しくないのか指摘をお願いいたします。

42 1* なめらかに動く質量 M 〔kg〕のピストン を備えた断面積S 〔m〕の容器がある。こ れらは断熱材で作られていて,ヒーターに 電流を流すことにより, 容器内の気体を加 熱することができる。 ヒーターの体積,熱 容量は小さく,無視できる。 容器は鉛直に 保たれていて,内部には単原子分子の理想 気体がn [mol] 入っている。 気体定数をR [J/mol・K〕, 大気圧を Po〔N/m²〕, 重力加 速度をg 〔m/s2〕とする。 ピストン HP 図1 図2 (1) 最初, ヒーターに電流を流さない状態では,図1のように, ピスト ンの下面は容器の底から距離 [m] の位置にあった。 このときの気体 の温度はどれだけか。 (2)次に,ヒーターで加熱したら,ピストンは最初の位置より 12/27 上昇 した。 気体の温度は(1)の何倍になっているか。 また, ヒーターで発生 したジュール熱はどれだけか。 (1)の状態で,容器の上下を反対にして鉛直にし、気体の温度を(1)の 温度と同じに保ったら、 図2のように, ピストンの上面は容器の底か 41の位置で静止した。ピストンの質量 M を他の量で表せ。 (4)この状態で,ヒーターにより, (2) におけるジュール熱の1だけの 熱を加えたら、ピストンの上面は容器の底からどれだけの距離のとこ ろで静止するか。 0168-A (名城大)

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物理 高校生

物理、コンデンサーを含む電気回路についてです🙇‍♀️ (カ)を逆比を使わずに解きたいのですが、どのように式を立てられるか教えていただききたいです🙌 答えかいてあります!

506. コンデンサーの充電 図のように, 6.0×10^Ω の抵抗 R, 電気容量がそれぞれ 2.0×10F, S all E R 1.0×10-F, 3.0×10-Fのコンデンサー C1, C2, C3, 内部抵抗の無視できる起電力 24Vの電池E, スイッ チSからなる回路がある。 最初, スイッチSは開いて おり,C1, C2, C3 に電荷はたくわえられていないもの とする。 次の文を読み, 以下の各問に答えよ。 スイッチSを閉じた瞬間 (時刻 t=0s とする), 抵抗 Rに電流I= ( ア ) A が流れた。 次に, 時刻 t=t〔s〕(>0)のとき, コンデンサー C1 の極板間の電位差 V が 4.0Vであった。 このとき, コンデンサー C1に電荷Q= (イ)Cがたまっている。 また, コンデンサー C2 と C3の合成容量 Ccは,Cc= (ウ)Fであるから,これらの極板間の電位差 V2 および V3 は, V2=V3=(エ) V である。 このとき, 抵抗Rに電流 I = (オ) Aが流れている。 さらに, スイッチSを 閉じてから十分に時間が経った時刻t=t〔s] のとき, コンデンサーCの極板間の電位 差は V1 = (カ) Vとなる。 このとき, 抵抗R に流れる電流はI = (キ)Aである。 (1) (ア)~ (キ) に適切な数値を入れよ。 (2) コンデンサー C, の極板間の電位差 V, 〔V〕 と抵抗Rを流れる電流 Ⅰ [A] の時間変化 について, 時刻 t=0s からた〔s〕までの概略をグラフに示せ。 なお, t = 0s, t〔s], t2 〔s] のときの値がわかるように, 縦軸に数値を書き入れよ。 (17. 岩手大 改) ヒント・ 506 (エ) C, Q, がたくわえられたとき, 合成容量 Cc のコンデンサーにもQがたくわえられている。 →この問題を逆比をつかずに 解やり方はありますか? A.16ひ +

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