高校物理
5分で解ける！ボイル・シャルルの法則に関する問題
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練習の解説授業
風船内部の気体はPV/Tが保存される
まずは図を書いて状況を整理してみましょう
図では、風船の地上での体積をVとおいています。求めたいのは、風船内部の体積が1.2倍になったときの大気の圧力Pですね。
風船内部の気体に注目したとき、 PV/Tが保存される という ボイル・シャルルの法則 を活用します。体積は地上でV[m3]、ある高さで1.2[m3]ですね。温度は 絶対温度[K] に直すと、地上で300[K]、ある高さで270[K]。圧力は地上で1.0×105[Pa]、ある高さでP[Pa]とおき、PV/T=(一定)に代入すると、次のように答えが出てきますね。
答え
風船の中の気体の状態変化から、大気の圧力を求める問題です。気体の温度、圧力、体積に関する問題は、ボイル・シャルルの法則を活用しましょう。