問題 3
mol の単原子理想気体を圧力一定で から まで加熱する。気体の仕事、内部エネルギー変化、吸収熱を求めよ。気体定数は 。過程は等圧で、仕事は のみとする。気体がする仕事を 、吸収熱を と定める。(a) 仕事 を求めよ。(b) 内部エネルギー変化 を求めよ。(c) 熱力学第一法則から吸収熱 を求めよ。答えは与えられた量を用いた式で示し、数値計算を行う場合は SI 単位を用いる。使用した仮定を明記し、各結果の次元を確認して、符号の誤りや条件の見落としがないか支配法則と照合せよ。 ここで用いる記号は問題文で定義した物理量を表し、重力加速度や比例定数は指定された記号のまま扱う。符号は選択した座標系に従い、速度やエネルギーなどの大きさと混同しないこと。小問間で得られた結果を用いる場合は、その依存関係を明示し、最終式が与えられた条件に戻ることを確認せよ。 また、既知量と未知量を区別し、導いた量が定義された条件で正となるかを確かめる。極端な値を代入したときにも、予想される物理的挙動と矛盾しない答えを選ぶ。
problems.proof.stepOf
problems.proof.analysis
前の式を組み合わせて中間量を消去し、求める量を取り出す。これにより、答えが与えられたパラメータにどう依存するかが明確になる。