循環過程の問題は,いかに状況を整理するかが重要です.動画で説明しているような表が書けると,問題が解きやすくなります.
熱力学第1法則は,気体の内部エネルギー\Delta Uに注目して,与えられた熱をQ,気体が外部からされた仕事をW_{inside}として,\Delta U=Q+W_{inside}と表しますが,問題を解くときは気体が外部にする仕事Wに注目して,熱力学第1法則をQ=\Delta U +Wとして考えた方が解きやすいことが多いです.
熱効率はe=\frac{W}{Q}と表されますが,簡単なだけにうっかり間違えることが多いので注意しましょう.ここでの仕事は気体が外部にした仕事を正としており,1サイクルでの正味の仕事,つまり外部にした仕事から外部からされた仕事を引いたものです.また,Qは外部から与えられた熱です.外部に捨てた熱をQ'として,熱効率をe=\frac{Q-Q'}{Q}として解くことも多いので,柔軟に対応できるようにしておきましょう.
循環過程の中で断熱変化が扱われる場合,気体の内部エネルギーの変化を\Delta U,気体が外部にした仕事をWとしたとき,0=\Delta U+Wより,\Delta U=-Wです.符号のつけ間違いに注意しましょう.なお,ポアソンの法則はこちらの動画を参考にしてください.
循環過程の問題では,「外部から吸収した熱はいくらか」や「外部に放出した熱はいくらか」というように,大きさで答える問題があります.また,文字に符号を含めていることがあります.例えば,外部にした仕事を正とした問題で,「この過程での気体のした仕事をWとするとき」というような表現があれば,Wが正か負か考えるようにしてください.このWの符号により,Q+Wが正解になったり,Q-Wが正解になったりします.特に共通テストでは会話文や長いリード文の中で仕事や熱の正負が設定される可能性があります.問題文を注意深く読むようにしてください.
それでは,共通テストまであと15日です.がんばってください.
#高校物理 #共通テスト #循環過程 #熱
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