内部エネルギー 関連問題
【広告】ここから広告です。ご覧の皆さまのご支援ご理解を賜りたく、よろしくお願いいたします。
【広告】広告はここまでです。
絶対温度T，n[mol]の理想気体の内部エネルギーUは、気体の定積モル比熱を
として、
で与えられる。
気体定数をRとして、
単原子分子理想気体では、
2原子分子理想気体では、
これらの公式は、いかなる状態に置かれている気体についても成り立つ。
容器内の気体の内部エネルギーは、容器中に存在する気体分子のエネルギーの総和です(気体分子運動論を参照)。
上記のように、単に「理想気体」と言うときには、定積モル比熱を用いて表し、「単原子分子理想気体」と言うときには、定積モル比熱：
なので、
を用います。
内部エネルギーの公式は、気体分子運動論から導かれるものであり、定圧変化でも、定積変化でも、等温変化でも、断熱変化でも、用いるので注意してください。
定積モル比熱の式：
は、定積変化のときにのみ用います。
例 しきいで2つの部分A，Bに隔てられている容器があり、A，Bの体積は
，
，Aの気体の圧力
，絶対温度
，Bの気体の圧力
，絶対温度
として、しきいを外して混合したときの気体の絶対温度と圧力を求める。気体は理想気体とし、外部との熱のやりとりはない。
解答 気体定数をR，はじめのA，Bの気体の量を、
[mol]，
[mol]とする。
はじめのAの気体の状態方程式：
･･･①
はじめのBの気体の状態方程式：
･･･②
混合した後の気体の圧力をp，絶対温度をTとして、
状態方程式：
･･･③
しきいを外す前後で容器内の内部エネルギーに変化はなく、
･･･④
①より、
，②より、
④に代入し、
で割ると、
∴ 
......[答]
③より、
∴ 
......[答]
【広告】ここから広告です。ご覧の皆さまのご支援ご理解を賜りたく、よろしくお願いいたします。
【広告】広告はここまでです。
物理基礎事項TOP 物理TOP TOPページに戻る
【広告】ここから広告です。ご覧の皆さまのご支援ご理解を賜りたく、よろしくお願いいたします。
【広告】広告はここまでです。
各問題の著作権は
出題大学に属します。©2005-2024(有)りるらる 苦学楽学塾 随時入会受付中！理系大学受験ネット塾苦学楽学塾(ご案内はこちら)ご入会は、
まず、こちらまでメールを
お送りください。 