【高校物理】熱力学分野④ 「気体の法則」
【理想気体の状態方程式】
ボイルの法則，シャルルの法則，ボイル-シャルルの法則など，
気体に関してはさまざまな法則がありますが，
物理の熱力学では，「理想気体の状態方程式」一択です。
【理想気体の状態方程式】
— マナ物理 (@manabu_physics) July 22, 2020
熱力学において，ある瞬間に成り立つのは…
「理想気体の状態方程式」
ただし気体定数が与えられていません。未知量の数が方程式の数と合いません。
どうしますか？
コックを開くと…？ 詳しく考えてみましょう。
そして，ボイル・シャルルの法則の使い方も解説しました。 pic.twitter.com/s5kY73qjbX
【理想気体の状態方程式】
— マナ物理 (@manabu_physics) July 22, 2020
（解答・解説）
解説は，下の動画(2本)を観てください。
体積の単位が化学と異なるので注意が必要です。
ついでに，摂氏や華氏のことも見ておきましょう。
衝(笑)撃の事実が…
その１https://t.co/YUDOw2ZLq5
その２https://t.co/rwwwAchxbk pic.twitter.com/w1lhinveyy
解説動画(２本)もご覧ください。
【熱気球を浮かせるには】
(過去問解説 東京理科大学)
理想気体の状態方程式を変形して，密度の関係式を導きます。
その結果を利用して，熱気球が浮くための条件を考えていきます。
一つひとつの意味を考えながら，式変形してください。
【熱気球を浮かせるには】
— マナ物理 (@manabu_physics) July 23, 2020
添付ファイル(2枚)は東京理科大の過去問。
「熱気球が浮くための条件」を理想気体の状態方程式を変形して求めます。
気球の中に入っている気体の密度を温度の関数として表すのです。
その結果を「公式」として覚えろという本もありますが，そんな言葉は無視してください。 pic.twitter.com/m16XybTMsr
【熱気球を浮かせるには】
— マナ物理 (@manabu_physics) July 23, 2020
（解答・解説）
解説は下の動画を観てください。
動画の中では，熱気球が浮くための条件を導くときの大前提について考察しています。
そして，それを「空中浮揚」にまで応用します！
「自称 超能力者」の “能力” を解明します(笑)
マナブhttps://t.co/Y1S9PDGQDh pic.twitter.com/GeA9oZMgpz
解説動画を観てください。熱気球から「空中浮揚」に話が広がります(笑)
【液体の圧力】
(過去問解説 センター試験)
私がよく口にする「問題のある問題」です。
「このU字管は熱をよく通す」という条件が足りません。
この条件がないと問題は解けないのです。
【液体の圧力】
— マナ物理 (@manabu_physics) July 25, 2020
添付ファイル(3枚)はセンター試験の過去問です。
「このＵ字管は熱をよく通す」という記述がありませんが，そう考えて解いてください。即ち「ボイルの法則」が成り立ちます。
「ボイル～」は化学ではさまざまな単位が使われるので有効ですが，物理では「状態方程式」を立てましょう。 pic.twitter.com/0djEpeBB1w
「同じ高さの位置では同じ圧力」
という事実は，一度確認しておく必要があります。
ところが，ほとんどの問題集はこの事実を述べて利用するだけで，「なぜそうなるか」の説明をしないのです。私には理解できません。
【液体の圧力】
— マナ物理 (@manabu_physics) July 25, 2020
（解答・解説）
解説は下の動画を観てください。
「同じ高さの位置では同じ圧力」と様々な問題集に書いてあります。しかしそれを真正面からとらえた(説明をした)ものはあまりない…。
今回はその事実の確認をしました。
今後はこれを使って問題が解けます！https://t.co/KDhP7vAohQ pic.twitter.com/OmP5jInolB
これも動画をつくったので，是非観てください！
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