PVTを表にまとめて東大物理を解こう!第2問のⅡ

東大物理を解いてみよう!

東大物理をといてみよう!の今日は大問2のⅡについてです。この大問のポイントは浮沈子になります。浮沈子の実験の仕組みをしっていると、ぐっと解きやすくなるのではないでしょうか。ⅰからやりたい方は昨日のこちらの記事をどうぞ。

larva_case

東大物理が現れた!

 まずは問題から見なおしてみてください。問題は、こちらの代々木ゼミナールのサイトからどうぞ!

東大物理の目次へ戻る 第3問Ⅰ(1)(2)Ⅲ(1) Ⅲ(2) Ⅳ(1)(2)

解答・解説

Ⅱ(1)

はじめの状態に戻して、この状態で気体を加熱していくと次のようになります。これを表にまとめましょう。

スクリーンショット 2015-04-03 23.28.17

スクリーンショット 2015-04-03 23.28.22

 体積については、変化前をVとして変化後を表しました。仕事を求めるためには、圧力と体積がどのように変化に注目をしてみていきましょう。変化後でも容器自体の重さは変わらずmgなので、容器の中の圧力は変化前と変化後で変わりません(つり合いの状態は(1)と同じ式がなりたつので水面の位置dは変化後も変わらずdとなります)。

スクリーンショット 2015-04-03 23.28.28

 仕事をもとめてみましょう。仕事は定圧変化なので、W = PΔVを計算すれば良いことになります。よって、

スクリーンショット 2015-04-03 23.29.20

 必ず変化量は、後の状態から前の状態を引きましょう。体積Vは自分で勝手においてしまったので、使うことができません。そこで変化前の状態を使って、状態方程式を立ててみましょう。、

()V=1×RT 式B

式AとBからVを消去して整理をすると、

スクリーンショット 2015-04-03 23.29.58

 となります。

larva_case

敵を倒した!

経験値10を手に入れた!

次回に続きます!

東大物理の目次へ戻る 第3問Ⅰ(1)(2)Ⅲ(1) Ⅲ(2) Ⅳ(1)(2)

ニュースレター

・ニュースレターはブログでは載せられない情報を配信しています。


 


科学イベントのお知らせ

全国で科学イベントを実施しています。詳しくは下のボタンからどうぞ。

桑子 研(くわこけん)
 1981年群馬県生まれ。サイエンストレーナーとして全国で実験教室やICT活用講演会を開いている。著書は『大人のための高校物理復習帳』(講談社)、『きめる!物理基礎』(学研)など10冊。