共通テスト(理科) 過去問
令和6年度(2024年度)追・再試験
問72 (物理(第1問) 問2)
問題文
図2のように、容積Vの容器Aと容積2Vの容器Bが、コックのついた細管でつながれている。コックを閉じた状態で、容器Aに物質量3nの単原子分子理想気体を、容器Bに物質量nの単原子分子理想気体を閉じ込めたところ、容器A内の気体の圧力は3p,容器B内の気体の圧力はp/2になった。コックを開くと、やがて熱平衡に達し、二つの容器内の気体の圧力は等しくなった。このときの絶対温度を表す式として正しいものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。ただし、気体定数をRとし、容器や細管の壁は熱を通さず、細管内の気体の体積は無視できるものとする。
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問題
共通テスト(理科)試験 令和6年度(2024年度)追・再試験 問72(物理(第1問) 問2) (訂正依頼・報告はこちら)
図2のように、容積Vの容器Aと容積2Vの容器Bが、コックのついた細管でつながれている。コックを閉じた状態で、容器Aに物質量3nの単原子分子理想気体を、容器Bに物質量nの単原子分子理想気体を閉じ込めたところ、容器A内の気体の圧力は3p,容器B内の気体の圧力はp/2になった。コックを開くと、やがて熱平衡に達し、二つの容器内の気体の圧力は等しくなった。このときの絶対温度を表す式として正しいものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。ただし、気体定数をRとし、容器や細管の壁は熱を通さず、細管内の気体の体積は無視できるものとする。
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pV/4nR
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pV/3nR
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pV/2nR
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pV/nR
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2pV/nR
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4pV/nR
この過去問の解説 (1件)
01
解答 pV/nR
解説
理想気体の状態方程式「pV=nRT」より、
A: TA=3p・V/(3n・R)=pV/nR
B: TB=(p/2)・2V/nR=pV/nR
であり、両者はコックを開く前から温度が等しくなっています。
よってコックを開いても温度はpV/nRのままです。
よって答えは pV/nR となります。
この選択肢が正解となります。
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