質問: 気体の状態 問題 断面積sの2つの容器aとbがピストンに繋がれたばね定数kを介して接続されている状態で水平な台の上に固定されてる。はじめ両容器中の気体の温度はt、容器a、bの体積はv、2vである。ばねは自然長。容器およびピストンは断熱材。 大気圧p0 bのピストンを固定して始めの状態から容器aおよび容器b内の気体をゆっくり加熱したところ、容器aのピストンは右方向に移動し、容器a内の気体の体積は5v/4に、気体の温度は3t/2になった この過程で容器a内の気体がした仕事を求める問題なのですが 容器およびピストンは断熱材だからq=0 で熱力学の法則からδu=w でδu=3/2・nrtで またaの初期状態の状態方程式はp0v=nrtより δu=3/2・p0v=wとやってはいけないのでしょうか?
回答: こんばんわ。 >容器およびピストンは断熱材だからq=0 だと、容器内の気体は「加熱」もされないことになりますね。 そうすると、書かれている事象すらも起きないことになります。 こう考えると、問題の設定が少しおかしいようにも見えてきますね。 「断熱材」といわれているのは、 「加熱された熱量にロス(大気中へ逃げていくなど)はない」という意味で書かれていると思います。 求める仕事は、「大気への仕事」と「ばねへの仕事」の和になりますね。