基礎物理学１
レポート No.10
May/26（Fri.）解答例
1. 講義で例を挙げた以外で，不可逆な現象を 2 つ以上記述しなさい．
例えば，
１）真空中での気体の自由膨張（均一に気体が分布する状態から，有る場所に気体分子
が集合するような現象は起こらない）
２）机上の整頓状態（自然と机上のものが整理されることはない）
３）化学反応（例えば、接着剤の硬化現象．硬化した接着剤が元の状態に戻ることはな
い．）
講義中に挙げた例
１）温度差のある物体の熱平衡現象
２）水中でのインクの拡散
３）摩擦による減速と温度上昇
2．効率が 20%の太陽電池に関して，以下の問いに答えなさい. ただし，地表における太
陽光のエネルギー密度を 1000 W/m2 とする．
1) 表面積 10 m2 の太陽電池の発電量を求めよ．
エネルギー密度×効率×面積 = 1000×0.20×10 = 2000
2000 W
2) この電池が発生する電気エネルギー使って 5 kg のおもりを一定の速さでつり上げる．
電気エネルギーが効率 100 %で利用されるとすると，このおもりは１秒間に何 m 持ち
上がるかを求めよ．
1 秒間に x m 持ち上がるとするとき，１秒あたりの仕事（仕事率）は位置エネルギー
の増加率 5×9.8×x となる．この仕事は，１）で求めた発電量で達成されるので，
49 x = 2000, x = 2000/49 ~ 41
41 m
3．太陽に関して，以下の問いに答えよ．
1) 太陽の半径について調査しなさい．
NASA の HP(http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/sunfact.html)より，
r = 6.96×105 m = 6.96×108 m ~ 7×108 m
2) 太陽の密度を求め、水の密度と比較しなさい．
太陽の体積 V = 4πr 3/3 = 4π(7×108)3/3 ~ 1.4×103×1024 ~ 1.4×1027 m3
密度 r = M /V ~ 2×1030/(1.4×1027) ~ 1.4×103 (kg/m3)
水の密度が 1×103 (kg/m3)なので，太陽と水の密度はほぼ同じ．

基礎物理学1 レポート No.10 May/26（Fri.）出題 締め切り May/28 18:00

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