物理の熱力学の問題です。

容器の等しい容器A、Bがある。
容器Aには圧力がp[Pa]、温度が300Kの気体0.2molが入っており、
容器Bには圧力が2p[Pa]、温度が1200Kの気体0.1molが入っている。
どちらの気体も、定積モル比熱が12.5J/(mol・K)であるとする。
上記の問題において容器AとBの気体を気体全体の体積が変化しないように、また、気体への熱の出入りがないように混合した。このとき、混合気体の温度は何Kになっているのかを求めなさい。

上の問題がわからず困っているので、教えてください！！

No.1 回答者： rnakamra 回答日時： 2017/07/03 15:43

まず、容器Aに入っている気体が膨張した時の温度を求めます。

(T1)
ボイル・シャルルの法則を使えば計算できます。
同様に容器Bに入っている気体が膨張した時の温度を求めます。(T2)

このように計算した二つの温度には差があるはずなので、温度の高い気体から温度の低い気体に熱が渡されます。
その熱量をQ、最終的な温度をTとして
Q=モル数*定積モル比熱*温度変化
の式が二つたつのでその連立方程式を解けばよい。

この回答へのお礼

ありがとうございました！！助かりました！

お礼日時：2017/07/06 04:05

No.2 ベストアンサー 回答者： ナッキーナッキー 回答日時： 2017/07/03 19:04

容器Ａ，Ｂ内のエネルギーを考えると、気体の混合前後で気体の内部エネルギーの和は保存されます(^^)

容器Ａの気体の内部エネルギーUA=0.2[mol]・Cv・300[K]
容器Ｂの気体の内部エネルギーUB=0.1[mol]・Cv・1200[K]
ただし、Cvは定積モル比熱であり、Cv=12.5[J/(mol・K)]　です。
混合後は気体の温度が等しくなるので、その温度をTとすると、内部エネルギーの保存より
0.2[mol]・Cv・T + 0.1[mol]・Cv・T = 0.2[mol]・Cv・300[K] + 0.1[mol]・Cv・1200[K]
これを解いて　T=600[K]　となります。

この回答へのお礼

内部エネルギーの和はは変化しないのですね！詳しく書いてくださってありがとうございました！助かりました！

お礼日時：2017/07/06 04:03