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杏林大学物理2012年第3問

次の四角にあてはまる最も適当なものを対応する解答群の中から一つずつ選べ。

1 〔mol〕の単原子分子理想気体からなる熱機関がある。以下の過程1~4で気体の状態をA→B→C→D→Aの順に変化させた。始めの状態Aでの気体の体積をV0m3〕、圧力をP0 〔Pa〕、温度をT0 〔K〕とする。

  • (過程1) 圧力をP0 〔Pa〕に保って。温度をT1 〔K〕に上昇させると、体積はV1m3〕になった。(状態B)
  • (過程2) 温度を一定に保って、気体をV2m3〕に膨張させると、圧力はP1 〔Pa〕になった。(状態C)
  • (過程3) 体積を一定に保って、温度をT2 〔K〕まで低下させると、圧力はP2 〔Pa〕になった。(状態D)
  • (過程4) 断熱圧縮すると最初の状態Aに戻った。
なお、断熱過程では圧力Pと体積Vの間に PV5/3=一定 の関係があるとする。
  • (a) これらの過程での圧力Pと体積Vとの関係を表わすグラフは、絶対温度Tと体積Vとの関係を表すグラフはである。ただし、いずれも横軸は体積Vである。
    の解答群
    kyorin-2012-physics-3-1
    kyorin-2012-physics-3-2
    kyorin-2012-physics-3-3
    kyorin-2012-physics-3-4
    kyorin-2012-physics-3-5
    kyorin-2012-physics-3-6
    kyorin-2012-physics-3-7
    kyorin-2012-physics-3-8
    kyorin-2012-physics-3-9
  • (b) 過程1で気体が吸収した熱量は×P0(V1V0) 〔J〕、気体が外部にした仕事は×P0(V1V0) 〔J〕である。

    また、過程3で気体が放出した熱量は×(P1P2)V2 〔J〕である。

    の解答群
    • (1) 12
    • (2) 32
    • (3) 52
    • (4) 72
    • (5) 1
    • (6) 2
    • (7) 3
    • (8) 53
    • (9) 75
  • (C) T1T0の2倍、T2T014倍であったとすると、 P1=×P0,P2=×P0 V1=×V0,V2=×V0 となる。
    の解答群
    • (1) 132
    • (2) 116
    • (3) 18
    • (4) 14
    • (5) 12
    • (6) 1
    • (7) 2
    • (8) 4
    • (9) 8
    • (10) 16