高校物理「気体の状態変化」気体の熱サイクル�@

高校物理「気体の状態変化」気体の熱サイクル�@

◆問題

単原子分子からなる理想気体１ｍｏｌを、参考図のｐ−ＶグラフのようにＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ａの順にゆっくり変化させた。Ａ(ｐ1[Ｐａ]，Ｖ1[ｍ3])，Ｃ(３ｐ1[Ｐａ]，３Ｖ1[ｍ3])として、次の問いに答えよ。


参考図

圧力↑
　　│　Ｂ　　Ｃ
　　│　┌──┐
　　│　│　　│
　　│　└──┘
　　│　Ａ　　Ｄ
　─┼──────→
　　　　　　　　　体積

(1) Ａ→Ｂ，Ｂ→Ｃ，Ｃ→Ｄ，Ｄ→Ａそれぞれの過程で、この気体に外部から加えられる熱量を求めよ。



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◆解説

(i)Ａ→Ｂ
体積が一定だから、気体が外部にした仕事(された仕事も)はゼロです。
ということは、「外部から加えられた熱量＝内部エネルギーの増加量」となります。
だから、Ｂの内部エネルギーＵBからＡの内部エネルギーＵAを引けば、外部からの熱量を求めることができる。というわけです。

単原子分子の理想気体の内部エネルギーは、Ｕ＝(３／２)ｎＲＴであり、ＰＶ＝ｎＲＴだから、Ｕ＝(３／２)ＰＶです。

ＵA＝(３／２)ｐ1・Ｖ1
ＵB＝(３／２)３ｐ1・Ｖ1＝(９／２)ｐ1・Ｖ1

よって、ＱAB＝ＵAB＝(９／２)ｐ1・Ｖ1−(３／２)ｐ1・Ｖ1＝３ｐ1・Ｖ1[Ｊ]


(ii)Ｂ→Ｃ
圧力一定だから、気体が外部にした仕事ＷBCと内部エネルギーの変化ＵBCの和が、外部からの熱量に等しいです。

ＷBC＝３ｐ1・３Ｖ1−３ｐ1・Ｖ1＝６ｐ1・Ｖ1
ＵBC＝(３／２)・３ｐ1・３Ｖ1−(３／２)・３ｐ1・Ｖ1＝９ｐ1・Ｖ1

というわけで、ＱBC＝６ｐ1・Ｖ1＋９ｐ1・Ｖ1＝１５ｐ1・Ｖ1


(iii)Ｃ→Ｄ
体積一定だから、(i)Ａ→Ｂと同様に、仕事はゼロで、ＱCD＝ＵCDです。

ＵC＝(３／２)３ｐ1・３Ｖ1＝(２７／２)ｐ1・Ｖ1
ＵD＝(３／２)ｐ1・３Ｖ1＝(９／２)ｐ1・Ｖ1

よって、ＱCD＝ＵCD＝(９／２)ｐ1・Ｖ1−(２７／２)ｐ1・Ｖ1＝−９ｐ1・Ｖ1[Ｊ]


(iv)Ｄ→Ａ
圧力一定だから、(ii)と同様です。

ＷDA＝ｐ1Ｖ1−ｐ1・３Ｖ1＝−２ｐ1・Ｖ1
ＵDA＝(３／２)ｐ1・Ｖ1−(３／２)ｐ1・３Ｖ1＝−３ｐ1・Ｖ1

だから、ＱDA＝−２ｐ1・Ｖ1−３ｐ1・Ｖ1＝−５ｐ1・Ｖ1[Ｊ]


次の問題→Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ａでした仕事


◆関連項目
定積変化、定圧変化、内部エネルギー、状態方程式


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中学公民「国会」国会の地位としくみ

中学公民「国会」国会の地位としくみ

◆問題
空欄に適語を入れてください。

�@日本国憲法第４１条で、「国会は、[　]であつて、国の唯一の[　]である」と定められている。

�A日本国憲法第４２乗で、「国会は、[　]及び[　]の両議院でこれを構成する」と定められている。このように２つの議会で成り立っている制度を[　]という。

�B衆議院議員は[　]が行われると、任期の途中で議員資格を失う。

�C参議院は[　]ごとに半数ずつ改選される。

�D[　]は毎年１月に招集され、次年度の予算審議などを行う。

�E衆議院解散後の総選挙の日から３０日以内に[　]を招集し、総理大臣を指名する。

�F内閣が必要と認めたときや、どちらかの議院の４分の１以上の要求があったときに[　]が招集される。


解答はこのページ下


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◆解答

�@日本国憲法第４１条で、「国会は、[国権の最高機関]であつて、国の唯一の[立法機関]である」と定められている。

�A日本国憲法第４２乗で、「国会は、[衆議院]及び[参議院]の両議院でこれを構成する」と定められている。このように２つの議会で成り立っている制度を[二院制]という。

�B衆議院議員は[解散]が行われると、任期の途中で議員資格を失う。

�C参議院は[６年]ごとに半数ずつ改選される。

�D[常会(通常国会)]は毎年１月に招集され、次年度の予算審議などを行う。

�E衆議院解散後の総選挙の日から３０日以内に[特別会(特別国会)]を招集し、総理大臣を指名する。

�F内閣が必要と認めたときや、どちらかの議院の４分の１以上の要求があったときに[臨時会(臨時国会)]が招集される。


選挙や国会の基本的な制度は、日本国憲法に基づいています。日本国憲法の条文はこちらや教科書などで確認しておきましょう！


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日本史「立憲国家の成立と日清戦争」日清戦争と三国干渉�C

日本史「立憲国家の成立と日清戦争」日清戦争と三国干渉�C

◆問題

空欄に適語を入れてください。

下関条約の内容は、(1)清国は(�@)を認め、(2)(�A)および台湾・澎湖諸島を日本にゆずり、(3)賠償金2億両を日本に支払い、(4)新たに沙市・重慶・蘇州・(�B)の４港を開くこと、などであった。

(�A)の割譲は、ロシアを刺激し、ロシアはフランス・ドイツとともに(�A)の返還を日本に要求した(�C)。日本政府はこの勧告を受け入れたが、軍備の拡張につとめ、新たに領有した台湾の統治に力を注いだ。1895年、海軍軍令部長の(�D)を台湾総督に任命し、島民の抵抗を武力で鎮圧した。


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◆解答

�@朝鮮の独立、�A遼東半島、�B杭州、�C三国干渉、�D樺山資紀

下関条約の内容は、(1)清国は朝鮮の独立を認め、(2)遼東半島および台湾・澎湖諸島を日本にゆずり、(3)賠償金2億両を日本に支払い、(4)新たに沙市・重慶・蘇州・杭州の４港を開くこと、などであった。

遼東半島の割譲は、ロシアを刺激し、ロシアはフランス・ドイツとともに遼東半島の返還を日本に要求した(三国干渉)。日本政府はこの勧告を受け入れたが、軍備の拡張につとめ、新たに領有した台湾の統治に力を注いだ。1895年、海軍軍令部長の樺山資紀を台湾総督に任命し、島民の抵抗を武力で鎮圧した。


前の問題→日清戦争と三国干渉�B
次の問題→立憲政友会の成立�@


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