クイズ — 理想気体への応用

Question 1

理想気体がジュール膨張する。断熱容器内で、気体と真空室を隔てる壁を破ったとき、最終温度は：

Accepted Answer

変わらない

Question 2

1 mol の理想気体を等温圧縮する。ΔU はいくらか。

Accepted Answer

ΔU = 0

Question 3

理想気体が準静的に等温膨張する。正しいエネルギー収支はどれか。

Accepted Answer

W < 0、Q > 0、ΔU = 0：気体は仕事をし、熱を受け取る

Question 4

同じ状態 (P,V) から理想気体を準静的に等温または断熱膨張させる。正しい記述はどれか。

Accepted Answer

(P,V) 図では断熱線の方が急で、圧力がより速く低下し気体も冷える

Question 5

理想気体がクラペイロン (P,V) 図で時計回りのサイクルを描く。気体が受け取るエネルギーを正とすると分類は？

Accepted Answer

動力サイクル：W_cycle < 0、Q_cycle > 0

Question 6

理想気体の断熱変化では Q = 0 なので、温度は必ず一定である。

Accepted Answer

誤り

Question 7

初温が等しい同量の理想気体に同じ熱 Q > 0 を与える。一方は定積、他方は定圧で加熱する。どちらの最終温度が高いか。

Accepted Answer

c_V < c_P なので定積加熱の気体

Question 8

理想気体が A から B へ移り、P_B = P_A/2、V_B = 3V_A である。経路を知らずに何が言えるか。

Accepted Answer

温まるが、Q と W の符号は個別には決められない

Question 9

(P,V) 図で C(2P_0,V_0) と B(P_0,2V_0) を直線で結ぶ。理想気体について何が言えるか。

Accepted Answer

ΔU_{C→B} = 0 だが等温変化ではなく、Q_{C→B} = -W_{C→B}