再度 ジュールの実験

質問

再度ご質問。
ジュールの実験に関しての問題がわかりません。
気体の内部エネルギーが温度のみに依存する事を確かめるためのジュールの実験について説明せよ。
なのですが、全然わかりません。まず、教科書には断熱材の箱の中に容器Ａ,Ｂを入れ、そのまわりを水で満たしてある。このとき容器Ａには気体をつめこんでおき、容器Ｂは排気して真空にしておく。ＣはＡとＢの通路を開閉する栓で、最初は閉ざしておく。・・・と書いてありますが、ネットではほとんどが羽根を用いたの実験装置がでてきます。教科書は羽が触れられていません。どういうことでしょうか。
あと、できたら模範解答もお教えねがいます。

回答No.1

BookerL · ベストアンサー

＞再度ご質問。

　こちらのつづきですね。
http://okwave.jp/qa4606226.html
　疑問が解けていないのなら、そちらを閉じずに続けた方がよかったと思います。

　さて、前回と同じ問題と思いますが、「ジュールの実験」といっても、ジュールはいろんな実験をしています。有名な「熱の仕事当量を決めるジュールの実験」は、羽根車を使ったものです。ネットでたくさん出てくるのが、この実験です。

　「気体の内部エネルギーが温度のみに依存する事を確かめるためのジュールの実験」は、熱の仕事当量を決める実験とは違う実験なので、こちらには羽根車は出てきません。

＞教科書は羽が触れられていません。どういうことでしょうか。

　教科書のその部分は、「熱の仕事当量を求める実験」について述べているのではないからでしょう。　

＞できたら模範解答もお教えねがいます。

　課題の解答を代わって答えるのは、この掲示板では禁止されているので、ヒントだけになりますが。
http://okwave.jp/pophelp.php3?page=1&advice=czoyNjQ6IrK/pOmkq6TOst3C6qTkpeyl3aG8pcikzqXGobyl3qTyta263KS3oaKktLyryqykzsi9w8ek5MnUzMDFwKTOwOLMwKTipMqkr7LzxfqkzqTfpPK14aThpOu8wczkpM+hoqXepcqhvLDjyL+kx6SipOqy3cLqxuLNxqTyxb663KS3pMakpKTrpOKkzqTPw/i67riipM6/r7OypMikyqTqpN6kuaS/pOG8wczkuu+9/KTIpMqk6qTepLmho6SzpKakpKTDpL+8wczkwtCkt7LzxfqkuaTru/ak4rWszPOw48i/pMikyqTqpN6kuaTOpMektMPtsNWk8qSqtOqkpKSkpL+kt6TepLmhoyI7

　気体の入った容器と真空の容器がある状態から、両者をつなぐ通路をあけて両方の容器に気体が広がった状態になるとき、実験の結果として、温度変化はありません。容器をつけてある水の温度が変化しないので、熱の出入りはなかったことになります。
　また、この変化を通じて、気体の体積は大きくなったが、広がる先が真空だったので、力を加える相手がいないので仕事をしていません。

　熱の出入りも、仕事のやりとりもなかったので、気体のもつエネルギーは変化していないはずです。気体の体積や圧力は変化していますが、気体の温度は変化していません。

　このあたりのことを考えて、解答をまとめられたらどうでしょう。

次の文書の後の方の「§２，５理想気体と内部エネルギー」も　参考になるのでは。
http://f39.aaa.livedoor.jp/~shikep/up/img/070.doc