赤で線を引いたところはどのような計算をしているのですか？

66 解答 2024年度 解説 芝浦工業大 芝浦工 と表 《熱機関のサイクル》 (イ)状態方程式より PV=nRT V= nRT P となるのでこれとPV =一定の関係から とな であ W20 前期日程 物理 nRT = nとRは一定であるから 5 P-T=- PT= 求める仕事を Wi とする。 状態 I から状態Ⅱは断熱変化であるため、 理想気体に出入りする熱量は0である。また,このときの理想気体の内部 3 エネルギーの変化は、12/2nR(ToT)である。 熱力学第一法則より 3 状態Ⅰ→Ⅱ:0=- 0= nR (T-T.) + W₁ 9 Wi= -nRTo とな れま る (ハ)求める温度をT とし,状態 I, II での理想気体の圧力をそれぞれ R P2 とする。 (イ)で導いた関係式を適用すると P.T. = P(+) P=2°P J となる。 状態Ⅱから状態Ⅲにおいて, ピストンにはたらく力は常につり合 っているため、理想気体の圧力はP2で一定である。 状態方程式は 状態Ⅰ:Pi (Sh)=nRT ...... ① 状態Ⅲ:P2(Sh) =nRT ......② となり,② ① より P2 T3 P1 To P2 T3=T= P2 1 F T D とあ るス

（2）についてなのですが、この問題では氷1gの時のことを問われているので、2枚目の解説の式からまた100を割る必要はないのですか？ 解説お願いします

(2) 82.水の状態変化 る。加熱の割合は毎秒420Jである。 次の問いに有効数字2桁で 答えよ。 図は40℃の氷100gに一定の熱量 を加え続けたときの状態の変化と温度の関係を表したものであ 140 100 温度 (1) 氷, 水および水蒸気の比熱c [J/ (g・K)] をそれぞれ求めよ。 (2)0℃の氷1g が同じ温度の水に変わるのに必要な熱量 (融解熱) [g] [J/g] を求めよ。 (3) 例題28 (°C) 水と水蒸気 水蒸気 0 水 氷と水 -40 0 20 100 200 740 760 加熱時間(s) (3)100℃の水1gが同じ温度の水蒸気に変わるのに必要な熱量 (蒸発熱) q2 [J/g] を求めよ。 れた量Q[J] 水

（1）を教えてもらいたいです 復水器の仕組みが調べてもよく理解できず、この問題を図で説明してくれると嬉しいです おねがいします

人 g] の金属球を入れ、 ●おり,毎秒 q [J] °C] からT2 [°C] に 39J/ (g・K), 水の (11. 長崎大改 思考 181.熱機関と熱効率 水蒸気を用いた熱機関(蒸気機関)がある。この蒸気機関では, 仕事をしたあとの100℃の水蒸気が放出されると, 外部へ捨てられることなく,冷却器で 毎秒 2.0kg ずつ100℃の水へもどされる(このような冷却器を復水器という)。 この水は, 高温高圧の水蒸気へ加熱されて, 再び蒸気機関を動かすのに用いられる。 100℃の水の 蒸発熱を2.3×103J/g, この蒸気機関の熱効率を15%とする。 (1) 仕事に変わることなく, 蒸気機関から外部へ放出される熱量は毎秒何Jか。 (2)蒸気機関は, 高温の熱源から毎秒何Jの熱を取り入れているか。 一量 100g, 温度10 10℃の氷を入れ 熱を330J/g として (3) 蒸気機関が10分間にする仕事は何Jか。 も ってい ないものとする。 ヒント) (近畿大改) ただ

熱機関の仕組みが分かりません。 1秒間に、5.4×10^6Jの熱を取り込こむ。そのうち15%で仕事をして残りは放出する。放出した熱は全て水蒸気を水にするために使われる。 ということですか？ 水蒸気を水にするときは熱を奪わなければいけくないですか？

熱を仕事に変える装置を熱機関という。 熱機関が高熱源から取りこんだ熱量をQ] [J], 利用されずに外部(低温の熱源)に捨てられる熱量をQ2[J] とする。このとき,その差 W=Q1 Q2 が仕事に変えられる。 ある蒸気機関の復水器 (冷却器)では,仕事をしたあと に捨てられる 100℃の水蒸気を毎秒2.0kg ずつ100℃の水にもどしている。そして,この 復水をむだにせずに、 再び高温高圧の水蒸気へ加熱して蒸気機関を動かしている。 100℃の水 の蒸発熱は2.3×103J/g である。この蒸気機関の熱効率が15%であったとする。また, 重 TCA 力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 (1) 仕事に変わることなく, 蒸気機関から外部の低熱源へ放出される熱量は毎秒何Jか。 (2)この蒸気機関は高熱源から毎秒何Jの熱を取り入れているか。

（2）で、私は0℃から、100℃の間に熱が加わっているから、加えた時間は1440-40だと思ったのですが、答えは1440-640でした。なぜですか？ 教えてください。

演習 1-1 図は、72gの氷の塊が入っている質量20gのアルミニウム容器に、 1.0 × 105 Pa のもとで徐々に熱を加えたときの実験結果である。 はじめ、全体の温度が -10℃であった。 これに出力40Wの電熱器を利用して熱を加えると、氷は解けて水 となり、ついには水蒸気となる。温度変化と時間の関係は下のグラフのようになった。 水の比熱)を4.2J/ (g・K)、 蒸発熱を2.3 × 103J/g として、以下の問いに答えよ。 物質を 温 (上昇させるのに度 必要な熱量 (℃) 100+ 0+ 物体が固体から 液体に変化するとき 104 に必要な熱量 40 640 1440 温度は上昇してない。 時間(秒) (1) 水の融解熱を求めよ。 (2) アルミニウムの比熱を求めよ。

下の問6番の式と説明がわかる方教えて欲しいです🙇‍♀️

問5 融点にある氷 20g をすべて同温度の水にするために必要な熱量は何Jか。 氷の融解熱を 3.3 × 10J/g とする。 問6 沸点にある水 30g がすべて同温度の水蒸気になるとき, 吸収される熱量は 何Jか。 水の蒸発熱を2.3×103J/g とする。 15

問3についてです。 容器の中の空気の圧力が回答をみると図35-3では下向きに図35-4では上向きになってたりしてる理由を教えてほしいです。

*第35問 次の文章を読み, 下の問い (問1~3)に答えよ。 (配点 12 18分 れ、底面を上にして静かに手を離すと, 図1のように, 円筒中の水面が外部の水 より少し下がった状態で,鉛直に静止した。 外部の大気圧をPo, 水の密度を 一端を閉じた質量M, 断面積Sの円筒を,内部に少し空気が残るように水中に入 力加速度の大きさを」とする。円筒は熱を通さず、円筒の厚さは無視できるもの する。また,円筒内部の空気は、常に水温と同じ温度であるとし,その質量は に比べて十分小さく無視できるものとする。 DISO OST 大気圧 Po 質量 M, 断面積 S 問2 水温を測定したところ15℃であり、円筒内の気柱の高さはだった。その状 態から,水温を43℃まで上げた。 このとき気柱の高さはの何倍になるか。 最も適当な数値を,次の①~⑥のうちから一つ選べ。ただし、外部の大気圧 はPo. 水の密度はpのままであるとし、水の蒸発は考えないものとする。 2 倍 ① 0.3 ② 0.9 ③ 1.1 ④ 1.5 ⑤ 2.2 ⑥ 2.9 問3次に,図2のように円筒を鉛直に保ったまま引き上げると,円筒内の水面は 外部の水面からんの高さまで上がった。 このとき,手が円筒を上向きに支えて いる力の大きさを表す式として正しいものを、下の①~⑥のうちから一つ選べ。 3 p 図 1 Po h 問1 円筒の内部の空気の圧力を表す式として正しいものを次の①~⑥のうち から一つ選べ。 1 第2章 熱と気体 ①Po- Mg S ②Po Mg ③Pos ④ PS - Mg 図 2 ⑤ PS PS + Mg 3 Mg-pShg ② Mg ① Mg + pShg ④ Mg + pShg + PoS ⑤ Mg + PS ⑥ MgpShg + PS

ピンクマーカーのところです💦 この式はどういう公式を使ってこの式になるんでしょうか？

水蒸気 740 760 82.水の状態変化図は-40℃の氷 100g に一定の熱量 を加え続けたときの,状態の変化と温度の関係を表したものであ る。加熱の割合は毎秒420Jである。 次の問いに有効数字2桁で 答えよ。 (1) 氷, 水および水蒸気の比熱c [J/ (g・K)] をそれぞれ求めよ。 (2)0℃の氷 1g が同じ温度の水に変わるのに必要な熱量 (融解熱) Q1 [J/g] を求めよ。 温度 140 100 水と水蒸気 OF 水 氷と水 10 20 100 200 加熱時間 (s) (3)100℃の水1gが同じ温度の水蒸気に変わるのに必要な熱量 (蒸発熱) Q2 〔J/g] を求めよ。

高校1年生の物理基礎の問題です。解答はあるのですが､途中式がなくて考え方が分からず困っています。途中式が分かる方教えていただけるととても助かります🙇🏻‍♀️ よろしくお願いします💦

問題1 次の問いに答えなさい。 (1)0℃は何Kか。 また, 300Kは何℃か。 (2)温まりやすく冷めやすい物体」は, 「温まりにくく冷めにくい物体」 と比べて, 熱容量が大きいか小さいか。 具 体的に数値を上げて説明しなさい。 (3) 質量 20gのアルミニウムの球の熱容量は何J/K か。 アルミニウムの比熱を0.90J/ (g・K) とする。 (4) 水の比熱を4.2J/ (g・K) とすると, 20℃の水 100gを70℃にするのに必要な熱量は何Jか。 (5) ある金属 100gに84Jの熱量を与えたところ, 温度 2.0K上昇した。 この金属の熱容量は何JKKか。 また、 比熱は何J/(g・K) か。 (6)60℃の水 100g と 30℃の水 50g を混ぜると, 温度が [℃] になった。 水の比熱を4.2J/ (g・K) とすると, 60℃ の水が失った熱量 Q1 は ( a ) [J] 30℃の水が得た熱量 Q2 は(b) [J] である。 Q1 Q2 から, ( c )℃となる。 (7)100℃の水 20gが100℃の水蒸気に状態変化するときに吸収する熱量は何Jか。 水の蒸発熱を2.3×103J/g と する。 (8)温度 0℃で, 長さが2.0×102mの鉄のレールがある。 このレールは、20℃になると, 0℃のときと比べて何m 長くなるか。 鉄の線膨張率を1.2×10-5/K とする。 (9) 気体に70Jの熱量を加えたところ, 気体が膨張して外部に30Jの仕事をした。 このとき、 気体の内部エネル ギーは何J増加したか。 (10)熱源から 8.0 × 103Jの熱をもらい, 外部に 2.4×10Jの仕事をする熱機関の熱効率はいくらか。

この問題の（4）のことで緑線で囲った部分の言っていることがよく分からないので教えてほしいです。

70. <ピストンで封じられた気体〉思考 図1のように,摩擦なしに動くピストンを備 えた容器が鉛直に立っており,その中に単原子 分子の理想気体が閉じこめられている。容器は 断面積Sの部分と断面積 2S の部分からなって いる。ピストンの質量は無視できるが,その上 に一様な密度の液体がたまっており,つりあい が保たれている。 気体はヒーターを用いて加熱 することができ,気体と容器壁およびピストン との間の熱の移動は無視できる。 真空 真空 真空 2S S 2 12 液体 液体 h 2 液体 ピストン 気体 h+x 気体 h 気体 2 ヒーター 図 1 図2 図3 また,気体の重さ, ヒーターの体積, 液体と容器壁との摩擦や液体の蒸発は無視でき,液体 より上の部分は圧力0の真空とする。 重力加速度の大きさをgとする。 次の問いに答えよ。 〔A〕 まず,気体、液体ともに断面積Sの部分にあるときを考える。 このときの液体部分の 高さは今である。 2 h (1)初め,気体部分の高さは12,圧力はP。であった。液体の密度を求めよ。 (2) 気体を加熱して,気体部分の高さを1からんまでゆっくりと増加させた(図2)。この 間に気体がした仕事を求めよ。 (3)この間に気体が吸収した熱量を求めよ。 〔B〕 気体部分の高さがんのとき, 液体の表面は断面積 2Sの部分との境界にあった(図2)。 このときの気体の温度は T であった。 さらに, ゆっくりと気体を加熱して, 気体部分の 高さがん+x となった場合について考える (図3)。 1 x>0では,液体部分の高さが小さくなることにより, 気体の圧力が減少した。 気体の 圧力Pを, xを含んだ式で表せ。 (2)x>0では,加熱しているにもかかわらず,気体の温度はTより下がった。 気体の温 度Tを x を含んだ式で表せ。 気体部分の高さがんからん+xに変化する間に, 気体がした仕事 W を求めよ。 ④ 気体部分の高さがある高さん+X に達すると, ピストンをさらに上昇させるために必 V要な熱量が0になり, xがXをこえるとピストンは一気に浮上してしまった。Xを求 めよ。 [11 東京大〕