物理の質問 [無断転載禁止]©2ch.net

[0001 名無しなのに合格 2017/09/04(月) 23:45:24.91 ID:gCNcsDJX]

物理得意な方、お願いします

[0002 名無しなのに合格 2017/09/04(月) 23:46:21.94 ID:gCNcsDJX]

この問題なんですが

https://i.imgur.com/MZBjdeZ_d.jpg?maxwidth=640&;shape=thumb&fidelity=high

[0003 名無しなのに合格 2017/09/04(月) 23:47:31.30 ID:gCNcsDJX]

https://m.imgur.com/a/aTaCw

[0004 名無しなのに合格 2017/09/04(月) 23:51:28.01 ID:rxBmAzam]

これめちゃむずいやつじゃなかったっけ
斜め線の途中で吸熱か発熱か変わるやつ

[0005 名無しなのに合格 2017/09/04(月) 23:56:37.11 ID:r5rStGsL]

https://m.chiebukuro.yahoo.co.jp/detail/q1120208106

[0006 名無しなのに合格 2017/09/05(火) 00:11:24.59 ID:Pm3VRRFB]

去年の物理Sに似たようなの載ってた？
たしか解説聞いてもわかんなかった気がする

[0007 名無しなのに合格 2017/09/05(火) 00:38:34.91 ID:zztNEgc7]

(a)はAとBで温度が変わらないので内部エネルギーの変化はない。
したがってQ1は外部にした仕事の量に等しい。
外部にした仕事の量は、
A,B,C,目盛りの2V0,V0を頂点とする台形部分の面積だから、
Q1=(1/2)(2P0+P0)(2V0-V0)=(3/2)P0V0

[0008 名無しなのに合格 2017/09/05(火) 00:40:04.83 ID:C2wh458t]

>>7
何で温度変わらないん？

[0009 名無しなのに合格 2017/09/05(火) 00:41:35.15 ID:C2wh458t]

>>8
理解した

[0010 名無しなのに合格 2017/09/05(火) 00:56:25.47 ID:lI4BxNQQ]

e1>e2
2原子分子の内部エネルギーを覚えてないと解けん

[0011 名無しなのに合格 2017/09/05(火) 01:14:26.14 ID:uNuby1p9]

微分使わないとできないよこれ
>>7 は失う熱量のこと考えてないから間違い

[0012 名無しなのに合格 2017/09/05(火) 01:23:24.06 ID:lI4BxNQQ]

>>11
普通の高校生が受ける大学入試で微分を使わないと解けない問題は出題されない

[0013 名無しなのに合格 2017/09/05(火) 01:27:56.96 ID:lI4BxNQQ]

推薦やAOなどで出題されることはあるかもしれないから「出題されない」は言い過ぎか
でもその場合は問題文に前提となる知識が書いてあるはず

[0014 名無しなのに合格 2017/09/05(火) 01:37:04.75 ID:uNuby1p9]

>>12 実際使わないと解けないんだよなこれ
今年の東大電磁気とか普通に微分使わないと解けない問題でてるぞ

[0015 名無しなのに合格 2017/09/05(火) 01:44:03.32 ID:lI4BxNQQ]

>>14
河合の解答見たけど微分なんか使ってないぞ
ていうか東大が物理でそういう問題を出せば大バッシングされるだろう
かつての総合科目ではそういうもんだいもあったけど

[0016 名無しなのに合格 2017/09/05(火) 01:51:37.03 ID:uNuby1p9]

>>15 河合のサイト行ってみてきたけど普通に微分使っててワロタ
思い込みで語るのはやめろ

[0017 名無しなのに合格 2017/09/05(火) 02:02:19.97 ID:I9Jy9puY]

>>11
仕事の量がpvグラフの面積であるってことがわかってれば、微分の知識なんてこの問題では使わないよ。
>>7はなにも間違っていない

この問題で難しいのは一番最後だけ。
予備校では二体問題とかやるのかな？
二原子分子は重心の運動エネルギーと、片方の分子からみた相対の運動エネルギーを持っている。
(回転による運動エネルギーを持っていると言ってもよい)
一方単原子分子では重心の運動エネルギーしかない。
よって、同一温度で比べたとき、二原子分子の方が単原子分子より内部エネルギーが大きいと考えられる。(内部エネルギーは気体分子のもってるエネルギーのことだったよね)
従って定積モル比熱も二原子分子の方が大きい
ってことを使って計算してみると熱効率は単原子分子の方が高いことがわかる。

[0018 名無しなのに合格 2017/09/05(火) 02:07:49.51 ID:I9Jy9puY]

もうちょっと厳密にかく
2原子分子の位置を決定するには、まず重心の座標(x,y,z)が必要。
そして次に重心からみた片方の原子の座標(x',y',z')がわかればいい。(一方の分子の位置がわかればそれに繋がれてるもう片方の分子の位置は決定される)
んで、重心から原子までの距離は決まってるから、
x'^2+y'^2+z'^2＝定数
より、x'かy'かz'のどれか1つを変数から消せる。
z'を消したとしよう
そうすると結局、x,y,z,x',y'の5つの変数で2原子分子を表現できる。
それぞれの変数の方向に運動エネルギーを持っていて、しかも古典統計力学ではどの方向もエネルギーは等しいとしている(エネルギー等分配則)

単原子分子は3変数、二原子分子は5変数で位置が決定できるので、二原子分子は単原子分子の5/3倍のエネルギーを持つことがわかる。

[0019 名無しなのに合格 2017/09/05(火) 02:10:33.73 ID:uNuby1p9]

第一法則の微分系とP＝3P0−(P0/V0)V
使って変形するとV＝(15/8)V0で熱の正負変わる事がわかるからあとはPdvをV0から(15/8)V0で積分して仕事だして第一法則から熱量分かる
>>7 だと正負合わせた熱量なんだよな

[0020 名無しなのに合格 2017/09/05(火) 02:13:39.39 ID:uNuby1p9]

てか二原子分子理想気体の内部エネルギーって普通高校で覚えるもんじゃないの

[0021 名無しなのに合格 2017/09/05(火) 02:21:23.54 ID:yV/G8ZYs]

dをΔに置き換えれば
微分使わない解答のできあがり

[0022 名無しなのに合格 2017/09/05(火) 02:47:42.63 ID:I9Jy9puY]

>>19
本当だ、正味得た熱量じゃなくて得た熱量だけだった。申し訳ない。
これはたしかにdQ＝3/2(pdv+vdp)+pdvという微分形式にしてdQ/dv>0となるvの範囲を求め、そこまでの面積をpvグラフから出すべき。

[0023 名無しなのに合格 2017/09/05(火) 08:05:06.38 ID:X42Y+m8A]

東工大2000
AB間の任意のXでの状態をp，V，Tとして
AX間で第1法則を立式
Qが増加中は吸熱
これなら微分は必要ない（ラクかどうかは知らん）