熱容量に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。…
薬学理論問題(物理) 第96問
熱容量に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。ただし、V は体積、p は圧力、T は絶対温度、H はエンタルピー、R は気体定数、CV は定容熱容量、CV,ₘ は定容モル熱容量、Cₚ,ₘ は定圧モル熱容量である。
- (1)モル熱容量は1 mol の物質の温度を1 K 上昇させるのに必要な熱である。
- (2)熱容量の単位はJ・K である。
- (3)CV は、CV = dH/dT により求められる。
- (4)理想気体では、CV,ₘ < Cₚ,ₘ である。
- (5)理想気体のCV,ₘ は、(1/2)R である。
正答 (1)(4)
正答は (1)と(4)。モル熱容量は1 mol の物質を1 K 上げるのに必要な熱で、理想気体では Cp,m=CV,m+R なので CV,m<Cp,m です。
(4) 定圧では温度が上がると気体が膨張して外に仕事をするため、その分だけ多くの熱が必要です。理想気体では次の関係が成り立ちます。
Cp,m - CV,m = R
【ほかの選択肢】
(2) 熱容量の単位は J/K(J・K⁻¹)で、J・K ではない 誤り
(3) dH/dT は定圧熱容量 Cp。定容熱容量は内部エネルギー U を使い、CV=(∂U/∂T)V 誤り
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(5) 単原子分子の理想気体の CV,m は (3/2)R。1/2 R ではない 誤り
【ポイント】
単原子分子の理想気体では、CV,m=(3/2)R、Cp,m=(5/2)R です。
出典:第109回 薬剤師国家試験 問96(厚生労働省 公表)出典元ページ
最終更新日
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