センター2016物理第５問「理想気体の状態方程式」

ボイル・シャルルの法則って、気体の状態が変化したときに使うことが多いけど、この問題はまだ変化しないね。

そうだね。まぁこの問題は圧力の”比”を求めることになっているから、やは約分されて消えるんじゃないかな。ただ、容器Ａと容器Ｂで温度が同じだっていうことは分かる？

一応書いてあるよ。まず二つの容器は熱をよく通して、大気中におかれているんだよね。そして大気の温度は常に一定なんだよ。

そういうことだね。なので、大気の温度をとして、気体の状態方程式を立ててみよう。

を求めたいんだから、両辺をそのまま割っちゃえばいいかな。

答えは③だね。次は問２。

コックを開けたときの圧力を求めるんだけど、コックを開けたら体積、モル数、温度はどうなるかな？

そうだね。ということは、また気体の状態方程式かな。

そうだね。選択肢を見ると、分母にが来るのは良さそうだけど、が入っている選択肢はないね。新しく式を立てられたら良いんだけど･･･

そうだね。よく気がついたね。

この２本を代入してみようか。

そういうことだね。なので答えは③だ。最後に問３。

よく覚えているね。でも違うんだ。

そのが使えるのは、「単原子分子」の時だけなんだ。「単原子分子」についても問題が多いけど、この問題には「単原子分子」っていう言葉は出てこないんだよね。なので、この式は使えないんだ。「単原子分子」とセットで覚えておいてね。

単原子分子じゃなくても、内部エネルギーが、絶対温度に比例するっていうことは間違いないんだ。

そういうことだ！

その通り！温度が変化しないということは、内部エネルギーも変化しない。

正解！