東北大学 理学研究科 物理学専攻 2018年8月実施 問題5（熱・統計力学）

Author

Miyake

Description

Kai

[1]

1)

a)

単原子分子の理想気体なので、内部エネルギーを として、

が成り立つ。

また、熱力学第1,2法則より、

が成り立つ。

よって、

が成り立つ。

b)

c)

混合前の状態方程式は、

であり、混合後の状態方程式は、

である。 モルの理想気体のエントロピー変化は、

であり、同様に、 モルの理想気体のエントロピー変化は、

である。 よって、

を得る。

2)

a)

b)

を整理して、

c)

定数 を使って

と書けるとき、

となるので、与えられた式(7)より、

を得る。

[2]