国公立大学2次対策2021 第4回「気体分子運動論」

月曜日, 1月 25, 2021

気体分子運動論 高校物理 国公立大学2次対策講座

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  気体分子運動論についておさらいしておきましょう.運動量のところで書きましたが,力は単位時間あたりに運動量を変化させる量です.つまり,単位時間あたりの運動量の変化を求めれば,力が求められます.この点を押さえておきましょう.

 単原子分子理想気体が封入されている容器は立方体か球がほとんどですが,円筒型が出題されたこともあります.しかし,容器の形が変わっても圧力は必ず$p=\frac{Nm\overline {v^2}}{3V}$です.この結論に向かって解答を作ってください.ただし,容器が立方体の場合は$\overline {{v_x}^2} =\frac{1}{3} \overline {v^2} $として分子の2乗平均速度を用いますが,容器が球の場合は$\frac{1}{3}  $にする必要がありません.この点に注意してください.

 $p=\frac{Nm\overline {v^2}}{3V}$から,$\frac{1}{2}m\overline {v^2}=\frac{3}{2}k_BT$を導出して,ボルツマン定数を求める,あるいは分子の平均運動エネルギーや気体の内部エネルギーが温度に比例することを示す問題もあわせて出題されることが多いので,十分に演習しておきましょう.

 それでは,合格目指してがんばりましょう!

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