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大学入試難問(物理解答&化学42(化学平衡))

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 まずは、前回の物理(波動)の解説から!

前回の問題 物理(波動)

<問題>

 一定の速さvで地球から遠ざかる恒星がある。時刻t1での地球とその恒星の距離はRであり、この時刻t1に恒星から放出された光は時刻T1に地球に到達する。

(1)T1をt1,v,Rと光速cを用いて表せ。

(2)その後、時刻t2に恒星から放出された光が地球に届く時刻T2をt1,t2,v,R,cを用いて表せ。

(3)振動数fの光が時間t2-t1の間に振動する回数を求めよ。

(4)地球上で観測される光の振動数f’をt1,t2,T1,T2,fを用いて表せ。

(5)(1)(2)(4)から振動数f’をc,v,fを用いて表せ。

(6)この恒星からの光の波長と地球上にある同じ元素から放出される光の波長の差を求めよ。

<ヒント>

ドップラー効果の問題として考えればよいです。音波で言うと、音源が遠ざかる場合と同じです。

<解答>


 ドップラー効果の話ですが、ドップラー効果では、振動数(周期)、波長が変化しても、波数は変化しないことがポイントとなります。

今週の問題 化学(化学平衡)

<問題>

 容積可変の容器に2.00molの水素と2.00molのヨウ素を入れ、温度を500℃、全圧を20.0気圧に保ったところ、反応して一部がヨウ化水素が生成した。平衡状態におけるヨウ化水素の体積百分率は80%であった。気体定数を8.31[Pa·m3/mol·K]、1気圧=1.01×105Paとして以下の問いに答えよ。

(1)平衡状態における容器の体積を求めよ。

(2)H2+I2⇌2HIの反応について、500℃における濃度平衡定数を求めよ。

<ヒント>

(1)気体の状態方程式を使いましょう。

(2)質量作用の法則を利用しましょう。


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