22.体積弾性率(等温操作の場合)(難易度:⭐️)

目次

  1. 体積弾性率
  2. 理想気体の体積弾性率(等温操作)

 

みなさん、勉強おつかれさまです!!

前回の単元では、「体積弾性率」

について勉強しました。

今回は、この体積弾性率というもの

をいうものを学んでいきましょう!!

 

1.体積弾性率

まずは、体積弾性率についての復習です!!

体積弾性率

物体に力を加えた時にどれくらい変形しにくいを表す量

$$\kappa =-V \frac{dp}{dV}$$

\(p\):気体の圧力

はい!体積弾性率というものは、

「大きいほど変形しづらく、小さいほど変形しやすい」です。

 

この単元では、\(\kappa =-V \frac{dp}{dV}\)の式の \(p\) に

式を代入して計算してみたいと思います!!

 

2.理想気体の体積弾性率(等温操作)

まずは、等温操作です!!

等温操作というのは「温度が全く変化しないの環境で状態を変化させる操作

のことをいい言いました。つまり、

等温操作では、 \(T\) :温度は一定です!

 

もう一つ使うことがあります。

それは、ボイル・シャルルの法則です!

そもそも理想気体というのは、

「ボイル・シャルルの法則」

が成り立つというのがルールでした!!

なので、この式も計算で使います!!

 

 

 

みなさん、ここまで大丈夫ですか?

それぞれ個々では難しくないので、ゆっくり進んでいきましょうね!^^

 

それでは、実際に計算していきましょう。

まず、

$$\kappa =-V \frac{dp}{dV}$$

の\(p\)に先ほどの、ボイル・シャルルの法則

を代入します。そして、今回は「等温操作なので、、\(T\):温度は定数」を用いて

計算すると以下のような結果になります。

さて、この最後の式、どこかで見覚えがありませんか、、

 

これはまさにボイル・シャルルの法則のところで出てきた式ですね!

つまり、

したがって、以上より

$$ \kappa = p$$

とることがわかりました!!

つまり、等温操作の場合

「圧力=体積弾性率」

となります!!

理想気体の体積弾性率(等温操作の場合)

理想気体の体積弾性率は、等温操作の場合

$$ \kappa = p$$

となる。

\(p\):気体の圧力

 

 

まとめ

体積弾性率:物体に力を加えた時にどれくらい変形しにくいを表す量

特に、等温操作の場合は、

\(\kappa = p\)

となる。

 

 

この単元は以上です!お疲れ様でした!

 

 

 

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