どうも、かきのたねです。
今回は２０１９年度のセンター物理をわかりやすく解説していきます。
次は第５問。
問１：定積変化, 定圧変化 答：１
【公式】等温グラフと断熱グラフ
気体の状態方程式\( PV = nRT \)から、等温過程は反比例のグラフになる。
つまり点Aから等温グラフより上側に変化すれば温度は上昇し、下側に変化すれば温度は減少する。
断熱過程では、圧力をかけて（仕事を加えて）体積を小さくしても熱が外へ逃げていかずに温度が高くなる。また圧力を緩めて（仕事を取り出して）体積を大きくしても外界から熱を吸収できずに温度が低くなる。
そのため断熱グラフは等温グラフより傾きが急になる。
【公式】定積変化と定圧変化
定積変化, 定圧変化それぞれの過程で吸収する熱量\( Q_{V}, \ Q_{P} \)は、温度上昇\( \Delta T \)を使うと次のようになる。
\( n \)：気体のモル数
\( C_{V} \)：定積モル比熱
\( C_{P} \)：定圧モル比熱
A→Bは定積変化であり、等温グラフ・断熱グラフそれぞれの上側に変化している。
よって熱を吸収し、温度（内部エネルギー）は増加している。
答えは１
問２：１サイクルでの仕事 答：３
時計回りのサイクルが外部にした仕事\( W \)は、そのp-Vグラフが囲む領域の面積である。
よって答えは３
問３：T-pグラフ 答：６
点Aでの温度を\( T_{0} \)としたとき、ボイル・シャルルの法則（気体の状態方程式）より\( T_{A}=T_{0} \), \( T_{B}=2T_{0} \), \( T_{C}=6T_{0} \), \( T_{D}=3T_{0} \)であり、
さらにB→C, D→Aが定圧過程であることの両方を満たすのは、６のみ。
2019年度センター物理お疲れ様でした。
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高校物理の家庭教師
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