この問題はこの答えであっているでしょうか？ 上 3.2×10^7 J 下 1.19×10^3 Pa

この問題はこの答えであっているでしょうか？

上 3.2×10^7 J

下 1.19×10^3 Pa

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2021/07/20 09:32

2. 体積は 0.38 [m^3] = 0.38 * 10^6 [cm^3]

その質量は 1.0[g/cm^3] * 0.38 * 10^6[cm^3] = 3.8 * 10^5 [g]
従って、必要な熱量は
　4.2 [J/(g･K)] * 3.8 * 10^5[g] * (40 - 20)[K] = 3.192*10^7
≒ 3.2 * 10^7 [J]

3. 物質量 n は変わらないので、気体の前後の状態方程式
　P1*V1 = nR*T1
　P2*V2 = nR*T2
より
　P1*V1/(P2*V2) = T1/T2
→　P2 = P1*V1*T2/(V2*T1)
ここで、
　P1 = 1.2 * 10^5 [Pa]
　V1 = 0.35 [m^3]
　T1 = 280 [K]
　V2 = 0.33 [m^3]
　T2 = 330 [K]
なので
　P2 = 1.2 * 10^5 [Pa] * 0.35 [m^3] * 330 [K] / (0.33 [m^3] * 280 [K])
　　= 1.5 * 10^5 [Pa]

温度がちょっと上がって、体積がちょっと小さくなった程度で、圧力が2桁も変わることはあり得ません。
そういった「大局的」な見方をすれば「トンチンカンな答」であることがすぐにわかるはずです。

答そのものよりも、どうやってそれを求めたのかが大事です。
それをたどらないと、どこで間違えたのかが分かりません。

No.1 回答者： tknakamuri 回答日時： 2021/07/20 06:43

上は(40-20)×0.38×10^6×4.2≒3.2×10^7 J

下は1.2×10^5×(330/280)×(0.35/0.33)=1.5×10^5 Pa