高校物理「気体の状態変化」「定圧変化」放出した熱量

高校物理「気体の状態変化」「定圧変化」放出した熱量

なめらかなピストンを持つシリンダー内に、１．５ｍｏｌの単原子分子からなる理想気体が入っている。一定の圧力下で、その気体の温度を６０℃から３０℃まで下げるとき、気体が外部へ放出する熱量はいくらか。ただし、気体定数を８．３Ｊ／(ｍｏｌ・Ｋ)とする。


単原子分子の定圧モル比熱をＣpとすると、Ｃp＝(５／２)Ｒですね。


解き方の習得におすすめの問題集です。



定圧変化でも、ｎ[ｍｏｌ]の気体の温度をΔＴ[Ｋ]上昇させるのに必要な熱量Ｑ[Ｊ]との関係は基本的に定積変化のときと同じです。

定積モル比熱はＣvで表しましたが、定圧モル比熱はＣpで表して、

Ｑ＝ｎＣpΔＴ

の関係式が成り立ちます。

定圧モル比熱はＣp＝(５／２)Ｒで、この問題では、ｎ＝１．５，Ｒ＝８．３，ΔＴ＝３０−６０＝３０です。
これらを代入して計算してみましょう！

Ｑ＝１．５×(５／２)×８．３×(−３０)
　＝(１５／４)×８．３×(−３０)
　＝−９３３．７５

有効数字を２桁とすると、Ｑ＝−９．３×１０^2[Ｊ]

マイナスなので、９．３×１０^2[Ｊ]の熱量を外部に放出したことになります。


◆関連問題
定積変化、断熱変化、内部エネルギー、状態方程式


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