熱の問題

栓Aがついた細い管でつながれた二つの管B、Cがある
左の容器Bは体積Voで右の容器Cは滑らかに動く断面積Sのピストンがとりつけられている
はじめは、栓Aは閉じられていて、容器Bには温度Toで外部と同じ圧力のPoの気体が入っている
また容器Cの内部は真空であり、体積がVo/2となるようにピストンが固定されてる

（１）ピストンの位置を保ったまま栓Aを開くと気体が容器B,Cに一様に広がり、温度は変化しなかった
このとき気体は外部に仕事をしたか？
気体の圧力はどのようの変化するか？


（２）気体が一様に広がった後ピストンの位置を一定に保つために
人がピストンに加えなければならない力はいくらか？

（３）ピストンを静かに動かして容器Cの気体をすべて容器Bに戻した
このときの気体の温度T1,圧力P1はTo、Poに比べどうなるか・？

（１）と（２）はまったくわかりません
（３）は仕事をされてるので温度が上がるのはわかるのですが
圧力のほうわわかりません
よろしくお願いします

No.2 回答者： yokkun831 回答日時： 2008/07/07 19:58

（１）（３）はＯＫのようですね。

（２）は，圧力が外気圧と差がありますから，ピストンを止めておく
ために力をつりあわせなければなりませんね。力＝圧力×断面積を
使いましょう。３力のつりあいになります。

No.1 回答者： yokkun831 回答日時： 2008/07/06 08:48

（１）（２）真空に対する膨張は仕事ゼロ

　　気体が真空に対して吹き出して膨張した場合，押す相手がない
　　ので，外部に対する仕事はゼロになります。Ｂ，Ｃは断熱容器
　　という設定だと思われますが，仕事ゼロだから温度が変わらな
　　かったわけですね。圧力は等温変化（ボイルの法則）で考えて
　　ください。
（３）はじめと比べてボイル・シャルルの法則を使いましょう。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます
（１）の圧力は体積が合計で3Vo/2になるのでボイルの法則のグラフで考えてVが増加したからPは減少でよいのでしょうか？
（３）はTが大きくなったので
PoVo/To=P1Vo/T1
で分母のT1が増加したのでので分子のP1も増加するで良いのでしょうか？

それと（２）はボイルの法則を使ってどのように解くのでしょうか？

お礼日時：2008/07/06 09:45