C16物理学2022 3.2.4.気体の状態変化と内部エネルギー

月曜日, 6月 27, 2022

C16物理学 気体の状態変化と内部エネルギー

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 気体にを与えると気体は膨張します.膨張するときに外部の気体に対して仕事をします.外部の気体を押しながら膨らむ様子をイメージするようにしましょう.また,理想気体の内部エネルギーは,気体分子の熱運動(熱振動)による運動エネルギーの和です.熱を加えることで,分子の熱運動がどのように変化するのかイメージしながら考えてみてください.

 ボイル・シャルルの法則に注意しながら,熱を加えたときの気体の内部エネルギーと気体がした仕事との関係を,グラフに表すとどうなるか考えてください.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,あるいは外部の気体に押されて仕事をされ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.

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