演習問題 $TV$図から$PV$図への変換練習①
問題 理想気体を状態A$\to$B$\to $C$\to $Aと変化させた．そのときの絶対温度$T$と体積$V$の関係は上図のように表される．ただし，直線ABは原点Oを通る直線である．状態Aでの圧力を$P_{0}$とする．このとき，縦軸を圧...
熱力学
演習問題 
力学 twitterの問題44の解答 等温変化と断熱変化
<問題> <解答> 次のことを見抜けば，数十秒で解ける． 等温変化でも断熱変化でも円筒内の気体の体積は$Sd \to \dfrac{Sd}{2}$に変化している． 縦軸を圧力$p$，横軸を体積$V$としたグラフをかくと，等温変化より，断熱変...
分野別 twitterの問題4の解答
類題の方の解答です．上の問題の解答はこちら <解答> ピストンPにはたらく力をみてみると，大気が押す力とピストンPの重力は変化しないので，気体Aの圧力は変化しない． 次にピストンQにはたらく力みると，気体Aが押す力とピストンQの重力は変化し...
分野別 気体分子運動論 基礎の基礎7 エネルギー等分配則
PHYさん 前回の内容はこちらです． 今回はエネルギー等分配則の説明をしていきます． また，以下の話は単原子分子理想気体について考えています． NEKO 質量$m$で速さ$v_{x}$の気体分子が横幅$L$の断熱容器の中で運動しているとき，...
分野別 気体分子運動論 基礎の基礎6 平均値の復習
PHYさん 前回の内容はこちらです． PHYさん 今まで，気体分子は1個のときだけを考えてきましたが，実際は多数の分子(たとえば$1\,\rm mol$の気体分子なら$6.02\times 10^{23}$個)が容器に入ったときを考えます．...
分野別 気体分子運動論 基礎の基礎5
PHYさん 前回の内容はこちらです． 今回は，今まで扱った内容を一気に確認していきます． 問題 図のように横幅$L$の断熱容器の中に質量$m$の気体分子が衝突を繰り返して往復運動をしている．気体分子は衝突面と垂直な速度をもっており，その速さ...
分野別 気体分子運動論 基礎の基礎4
PHYさん 前回の内容はこちらです． 前回と同じ問題を今回は文字で考えていきます． 問題 物体が一定の速さ$v_{x}$で幅$L$の部屋を何度も往復している．このとき，次の問いに答えよ． (1) 一度壁にぶつかってから，往復して再び同じ壁に...
分野別 気体分子運動論 基礎の基礎3
PHYさん 前回の内容はこちらです． 今回は物体が多数壁と衝突する際にかかる時間が衝突回数を計算する問題です． 今回は特に物理の知識は必要ありません．算数がわかれば解けるはずです． 問題 物体が一定の速さ$4.0\times 10^{2}\...
演習問題 気体分子運動論 基礎の基礎2
PHYさん 前回の内容はこちらです． 前回は具体的な数値で計算しましたが，今回は文字を使った計算をしてみましょう． 今回使う物理公式，法則 はね返り係数の式力積と運動量変化の関係作用・反作用の法則 はねかえり係数の式 衝突前の物体の速度を$...
分野別 気体分子運動論 基礎の基礎1
PHYさん 今回は熱力学でも苦手になりがちな「気体分子運動論」を扱いたいと思います． 気体分子運動論の難しいところは 結論に至るまでの計算が非常に多い ところではないかと思います． 1つ1つの計算は大したことではないのですが，量が多いと複雑...