気体の熱力学�I（気球の状態方程式＋演示実験（気球））

１．導入

前回，ばねつきピストンの問題が途中でしたので，それをまず解きましょう。
※2000年センター試験（ばねつきピストン）を解きました。

今日は気球について考えます。

２．気球の状態方程式

気球は地表で空気を熱して，ある温度になると浮かび上がります。 このとき通常の気球では，穴が空いているので， 熱すると空気は膨張して気球内のモル数は減少することがポイントです。 いままでは一定量の気体を扱っていたのでボイルシャルルの法則が成り立ちましたが， ボイルシャルルは一定量の気体であることが条件ですので，ここでは使えません！ ではどうするのか？
状態方程式を変形していってみましょう。
モル数は気体の質量mを分子量M×10⁻³で割ったものです（分子量はグラムで与えられるので，kgに直す！）。
そして，質量mを体積Vで割ったものは，密度ρですので，
　P/ρT＝一定
という式が成り立ちます。これが「気球の状態方程式」（これまでそう呼んでいる人を知らない）です。

３．気球の問題

というように求めることができる。

４．演示実験（手作り気球）

※新生出版「いきいき物理わくわく実験」参照

材料：ゴミ袋（この厚さがポイントになります。0.25mm以下でないと厳しい）， 針金，セロハンテープ，アルミ箔，脱脂綿，アルコール，スポイト，雑巾

手順
１．針金50cmを2本用意し，弁当用のアルミ箔に十字になるように刺します。
２．針金の４つの先端をゴミ袋の端に，セロハンテープで均等に貼り付けます。
３．アルコールをしみこませた脱脂綿をアルミ箔にのせます。
４．点火！
５．しばらく待つと浮き上がり始めますので，手を放します。（火災報知器に注意！）

計算

作成中！

５．まとめ

最後に実際の計算ができてよかったです。 これで熱力学の授業を終わります。

授業を終えて。。。
この実験はかなり盛り上がりますよ！

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