無料でしっかり基礎固め！高校物理問題演習「なめらかに動くピストンで仕切られた気体」【高校物理対応】

今回の問題

この問題のテーマは「ピストンで仕切られた気体の状態変化」です。
問題を解く上で鍵となる物理法則や概念は以下の通りです。

理想気体の状態方程式: 気体の圧力\(P\)、体積\(V\)、物質量\(n\)、温度\(T\)の関係を表す \(PV=nRT\) は、すべての計算の基礎となります。
力のつり合い: 「なめらかに動くピストン」が静止しているという条件は、ピストンの両側の気体の圧力が等しい (\(P_A = P_B\)) ことを意味します。これがこの問題で最も重要な条件です。

基本的なアプローチは以下の通りです。

(1)では、初期状態について、A室とB室の圧力が等しいことを利用します。A、Bそれぞれに状態方程式を適用し、圧力についての式を立てて等しいとおくことで、未知の温度\(T_B\)を求めます。
(2)では、Aを加熱した後の最終状態を考えます。ピストンが動いた後のA室、B室の新しい体積を正しく設定し、最終状態でも圧力が等しいことを利用して、(1)と同様に状態方程式から関係式を導きます。

ここから先を閲覧するためには有料会員登録とログインが必要です。