Physic Labs

問題 2

1 mol の単原子理想気体を定圧で 300 K300\,\mathrm K から 600 K600\,\mathrm K まで加熱する。R=8.31 J/(mol K)R=8.31\,\mathrm{J/(mol\,K)}、CV=3R/2C_V=3R/2、CP=5R/2C_P=5R/2 を用い、気体のする仕事を正とする。 (a) 第1の物理量を求めよ。(b) 第2の物理量を求めよ。(c) 最終結果を求め、単位を確認 (a) 気体のする仕事。(b) 内部エネルギー変化。(c) 吸収熱を求め、第一法則を確認せよ。 すべての量は問題文で指定された理想化の範囲内で扱い、必要な相互作用だけを考える。求めた値は記号式と数値の両方で示し、結果の方向、符号、単位が設定と一致することを確かめる。各小問では直前の関係式を利用し、独立した近似を追加しない。 変数の単位は式の両辺で一致しなければならない。途中で得た中間量も次の設問の条件に使い、最終答では記号間の関係と数値の意味が判別できる形で示す。 また、複数の法則を使う場合は各段階で成立条件を保ち、不要な未知量を残さないよう式を整理する。数値解だけでなく、求めた値が示す物理的意味も答えに含める。
Q=ΔU+W=6232.5 JQ=\Delta U+W=6232.5\,\mathrm J
problems.proof.analysis

関係式を整理して最初の未知量を求める。符号を明示しておくことで、方向と大きさの妥当性も確認できる。