解答欄
二種類の等圧変化の比較の問題。
状態Aから状態Bまでは力のつり合いが同じようになりたつため、圧力は一定です。
(2)ではわざわざ外部にした仕事$W_1$と内部エネルギー変化$ΔU_1$を求めて、その合計として$Q_1$を求めました。
しかし実際には単原子分子では等圧モル比熱 $nC_p = \frac{5}{2}R$であることから
$Q_1=nC_pΔT= \frac{5}{2}nRΔT= \frac{5}{2}P_1ΔV = \frac{5}{2}P_1S( \frac{3}{2}l – l ) $
とすぐに求まります。
(3)(4)も同様です。
(4)は$Q$が$PΔV$に比例することを考えると比率からイメージしやすくなります。
(1)(2)では$P_1= \frac{8}{7}P_0 $、(3)(4) では $P_2= \frac{6}{7}P_0 $ となることから圧力は $\frac{3}{4}$ 倍になっています。
つまり、圧力 $\frac{3}{4}$ 倍、体積変化$ \frac{2}{3} $倍から加熱量は $ \frac{1}{2} $となっています。
