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まずは、先週の物理の解説から！
先週の問題 物理㉜（熱力学）
＜問題＞
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（1）状態ＢとＣの温度をそれぞれ答よ。 （2）Ａ→Ｂの変化において、気体が外部から受けた仕事と気体が吸収した熱量を求めよ。 （3）Ｂ→Ｃの変化において、気体が外部から受けた仕事と気体が吸収した熱量を求めよ。 （4）Ｃ→Ａの変化において、気体が外部から受けた仕事と気体が吸収した熱量を求めよ。 （5）A→B→C→Aのサイクルの熱効率（気体が外部へした仕事と吸収した熱量の比）を求めよ。 （6）変化Ｂ→Ｃにおいて、その間の最高温度を求めよ。 |
1molの単原子分子の理想気体を図の様にA→B→C→Aに沿って、直線経路でゆっくり変化させた。状態Aの温度はT₀[K]である。気体定数R[J/mol・K］とT₀[K]を用いて以下の問いに答よ。＜ヒント＞
（1）ボイル・シャルルの法則を利用します。
（2）（3）（4）熱力学の第一法則と理想気体の状態方程式を使います。
（5）（2）～（4）の結果を利用
（6）直線ＢＣの式を求めて、理想気体の状態方程式を用いて、Ｐを消去してＴを求めましょう。
＜解答＞
熱力学の第一法則は、とても重要です。気を付けるのは、気体の仕事をどう扱うのか？です。気体が外部から受けた仕事を正として扱うのか？外部にした仕事を正として扱うのか？どちらでも良いので、統一して考えることです。只、外部から仕事を受けたら、気体はエネルギーを受け取ったことになり、外部に仕事をしたなら、その分エネルギーを失ったことになりますので、そこは注意して下さい。
今週の問題 化学⑯（電気分解）
＜問題＞
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（1）電極A、B、C、Dでおこる化学変化を半反応式で示せ。 （2）回路に流れた電気量[C]を求めよ。ただし、1[F]=96500[C]とする。 （3）電極Bの質量の増減[g]を求めよ。ただし、Cu=63.5であり、増加の場合は+、減少の場合は-を用いて示せ。 （4）電源で用いた鉛蓄電池の電解液の硫酸の質量変化[g]を求めよ。ただし、H=1、O=16、S=32であり、増加の場合は+、減少の場合は-を用いて示せ。 |
鉛蓄電池を電源として、図のように電気分解を行った。ビーカーⅠには硫酸銅の希硫酸溶液、ビーカーⅡには水酸化ナトリウム溶液を入れ、電極A、Bには銅板、電極C、Dには白金板を用いた。ある時間電解分解を行い、ビーカーⅡで発生した気体の合計の体積を測定したら、標準状態で67.2mlであった。＜ヒント＞
（1）の各極の反応を書くことができれば、（3）までは芋づる式で解けますよ。
（4）は、鉛蓄電池の反応を書いて、電子1molが流れたときの質量変化を求めれば、何とかなるはずです。
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