高校物理「気体の状態変化」「定積変化」温度が上がったときに気体が得た熱量

高校物理「気体の状態変化」「定積変化」温度が上がったときに気体が得た熱量

容積の変化しない容器内に、ｎ[ｍｏｌ]の単原子分子からなる理想気体が入れられている。容器にはヒーターが備えられていて、容器内の気体の温度を調整することができる。ヒーターから熱を与え、気体の温度をＴ0[Ｋ]から４Ｔ0[Ｋ]に上昇させた。このとき次の問いに答えよ。ただし、外部の圧力は一定で、気体定数はＲ[Ｊ／(ｍｏｌ・Ｋ)]とする。

(1) ヒーターが容器内の気体に与えた熱量を求めよ。


「容積の変化しない容器」なので、気体の体積は変化しません。


解き方の習得におすすめの問題集です。



気体の体積が変化しないということは、気体は外部に仕事をしないし、されない。つまり、得た熱量は全て気体の内部エネルギーの増加になる。と考えられます。

気体の内部エネルギーは

Ｕ＝(３／２)ｎＲΔＴ

で表されます。

温度はＴ0から４Ｔ0まで変化したので、ΔＴ＝４Ｔ0−Ｔ0＝３Ｔ0ですね。
これを代入すると、

Ｕ＝(３／２)ｎＲ・３Ｔ0
　＝(９／２)ｎＲＴ0[Ｊ]


次の問題→(1)の結果を用いて、定積モル比熱を求める


◆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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