ある気体の内部エネルギーが3700(J)であるとする。この内部エネルギーを全て仕事に変えられるとした

ある気体の内部エネルギーが3700(J)であるとする。この内部エネルギーを全て仕事に変えられるとしたら、体重60(kg)の人を何m持ち上げられるか。
仮定から回答まで詳しく教えていただくと助かります。
お願いします。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2022/12/09 00:43

質量 60 kg に対して働く重力（地球表面での万有引力）は

　F = mg = 60 [kg] × 9.8 [m/s^2] = 588 [N]　　　①

（1 N は、1 kg の質量に 1 m/s^2 の加速度を生じさせる力の大きさ）

物理でいう「仕事」とは「力の大きさ」と「その力で移動した距離」の関で定義されます。つまり
「1 J は、1 N の力で 1 m 動かす仕事」
ということ。
そして「仕事」と「エネルギーの増減」は等価ですから、3700 J のエネルギーは 3700 J の仕事をします。

ということは、①の力で何 m 動かせば 3700 J の仕事のなるかを計算すればよい。
動かした距離を L [m] とすれば
　588 [N] × L [m] = 3700 [J]
なので
　L = 3700 / 588 ≒ 6.3 [m]

No.1 回答者： t_fumiaki 回答日時： 2022/12/08 11:27

1J=1N[ニュートン]×1m : 力×距離

ニュートン：力=ma[質量×加速度]

60[kg重]=60kg×g(9.8m/s²):gは重力加速度

3700[J]=60×9.8×距離

後は自分でやる。