熱力学

質問

なめらかに動くピストンの付いた断面積 S のシリンダーを鉛
直に立て，シリンダー内に単原子分子理想気体を封入した。ピストンとシリンダー
は断熱素材でできており，ピストンの質量は無視できる。はじめ，封入された気体
の圧力は P で大気圧と等しく，体積は V０であった(状態 A)。
質量 m のおもりをピストンの上にゆっくりと載せたところ，
シリンダー内の気体の体積は V１ (V１<V０) となってピストンは静止した(状態 B)。
重力加速度の大きさを g，単原子分子理想気体の定積モル比熱 Cｖ=3／ 2R (R は気体定数)，定圧モル比熱 Cｐ=5 ／2R とする。また，気体の圧力を P，体積を V，比熱比を γ=Cｐ／ Cｖ
とすると，
等温変化： PV= 一定
断熱変化： PV ^γ= 一定
が成り立つ。
状態変化 ABにおいて，縦軸に気体の圧力 P，横軸に気体の体積 V を
とったグラフの概形として最も適当なものは？

お願いします。

回答No.1

kiyos06

>質量 m のおもりをピストンの上にゆっくりと載せたところ
1)重りを置くと、重力で下がる。
>シリンダー内の気体の体積は V１ (V１<V０) となってピストンは静止した
2)mgの力で、ピストンが(hだけ)下がる。
3)重りはmghの仕事をしたことになる。
>ピストンとシリンダーは断熱素材
4) (3)の仕事でのエネルギーは気体に与えられる。--> 温度上昇
5)温度一定であればPV一定であるが、それより上側に移動する。