(2)の問題でどうして、最初の状態で分子が
PoSLoとおけて、上がり始めた時の分子が
PSLoになるのか教えていただきたいです。

Question

(2)の問題でどうして、最初の状態で分子が PoSLoとおけて、上がり始めた時の分子が PSLoになるのか教えていただきたいです。

@0001 · Accepted Answer

ボイルシャルルの法則はご存知でしょうか。同一物質に関して、圧力$P$、温度$T$、体積$V$が変化した場合でも、$\frac{PV}{T}$は一定であるという法則です。 初期状態では$P=p_{0}, T=T_{0}$と書いてあります。また$V$に関しては、断面積$S$、高さ$l_{0}$と書いてありますから、$V=Sl_{0}$といえるでしょう。したがって初期状態の$\frac{PV}{T}$は $$\frac{p_{0}Sl_{0}}{T_{0}}$$ と書くことができます。 温度を下げて$T$になったときにピストンが下がり始めた（物体が上がり始めた）まさにちょうどそのとき、ピストンを支えていたシリンダ内の圧力と大気圧とヒモの張力の合計が0になったのですから、まだ体積そのものは変化しておらず、$V=Sl_{0}$のままです。そのときのシリンダ内の圧力は$p$であるのだから(これは(1)で求めたのですよね)$\frac{PV}{T}$の値は $$\frac{pSl_{0}}{T}$$ となります。シリンダ内の物質は変化していないので、ボイルシャルルの法則が適用でき、 $$\frac{p_{0}Sl_{0}}{T_{0}}=\frac{pSl_{0}}{T}$$ となります。 それにしてもこの解説、温度$T$と張力$T$が紛らわしいので良い解説だとは思えません。

(2)の問題でどうして、最初の状態で分子が

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ボイルシャルルの法則はご存知でしょうか。同一物質に関して、圧力 $P$ 、温度 $T$ 、体積 $V$ が変化した場合でも、 $\frac{PV}{T}$ は一定であるという法則です。

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