高3物理2021 リクエスト復習 熱力学②気体の状態方程式と内部エネルギー

水曜日, 7月 28, 2021

気体の内部エネルギー 高3 高校物理

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  まず,ボイル・シャルルの法則状態方程式について理解しましょう.状態方程式が成り立つ気体が理想気体です.理想気体とは何かも復習しておきましょう.

 気体の状態変化(定圧変化,定積変化,等温変化)は.p-V図,及びV-T図においてどのような曲線(直線)として表されるかを理解しましょう.またp-V図において,曲線のある区間と横軸に囲まれた部分の面積は ,ある区間での気体がした(された)仕事を表しています.ピストンに封入された気体が,外部の気体を押しながら膨張する様子を想像してください.なお,ピストン外部が真空であるときは,封入された気体は膨張しても仕事はしません.注意してください.

 気体のモル比熱について理解すると,気体の内部エネルギーの理解が深まります.どのようにして定積モル比熱や定圧モル比熱が求まるのか確認しておきましょう.マイヤーの関係式$C_p-C_v=R$は重要な関係式です.大学入試では定積モル比熱$C_v$だけを与えて,内部エネルギーの変化を考えさせる問題も出題されます.また,$C_v=\frac{3}{2}R$が成り立つのは単原子分子理想気体のときだけです.この点も注意しましょう.

*『理系標準問題集 物理』(駿台文庫)が手元にある人は,41,42,46を解いてみましょう.

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