【物理】熱と気体 勉強・質問スレ（気体の法則・分子運動・熱力学第一法則）

5名前を書き忘れた受験生 2026/11/14 16:06 NEW

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【前後の単元・関連スレ】
前の単元：物理 円運動・単振動・万有引力
https://www.100ten.info/physics/43/

次の単元：物理 波の性質
https://www.100ten.info/physics/45/

化学の単元：化学 物質の状態
https://www.100ten.info/chemistry/23/

わからない問題は、物理の勉強掲示板で新しくスレを立てて質問することもできます
https://www.100ten.info/physics/

4名前を書き忘れた受験生 2026/11/14 16:06 NEW

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【よくある質問】
Q. 第一法則の符号がいつも混乱します。
A. まず、W を「気体がされた仕事」にするか「した仕事」にするかを決めてください。ΔU = Q + W なら、圧縮されると W は正、膨張すると負です。使う教科書の書き方にそろえましょう。

Q. 断熱変化では、なぜ温度が変わりますか。
A. 熱の出入りが0でも、膨張して気体が仕事をすると内部エネルギーが減り、温度が下がります。逆に圧縮すれば温度が上がります。

Q. P-Vグラフで仕事はどう読みますか。
A. グラフと V軸で囲まれる面積が、気体がした仕事の大きさです。膨張なら気体が仕事をし、圧縮なら仕事をされます。1サイクルでは、囲まれた面積が正味の仕事になります。

3名前を書き忘れた受験生 2026/11/14 16:06 NEW

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【参考書・問題集の評価（100点BBS）】
物理のエッセンス［熱・電磁気・原子］ 五訂版の評価・使い方スレ
https://www.100ten.info/sankousho/218/

良問の風 物理の評価・使い方スレ
https://www.100ten.info/sankousho/61/

名問の森 物理［波動Ⅱ・電磁気・原子］ 四訂版の評価・使い方スレ
https://www.100ten.info/sankousho/220/

物理［物理基礎・物理］基礎問題精講の評価・使い方スレ
https://www.100ten.info/sankousho/64/

物理の問題集（おすすめ順）
https://www.100ten.info/books/butsuri-2/

物理の参考書・問題集の一覧（おすすめ順）
https://www.100ten.info/books/#bk-butsuri

2名前を書き忘れた受験生 2026/11/14 16:06 NEW

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【要点を確かめる】
・熱量と比熱
　Q = mcΔT（比熱 c）、熱容量 C = mc
　→ 熱量保存の問題では、熱の出入りの合計が0になるとして式を立てる。

・気体の状態方程式
　PV = nRT（R は気体定数）。ボイル・シャルルの法則は PV/T = 一定
　→ 温度は絶対温度（K）で入れる。T(K) = t(℃) + 273。

・単原子分子の理想気体
　内部エネルギー U = (3/2)nRT。分子1個の平均運動エネルギーは (3/2)kT
　→ 内部エネルギーは温度だけで決まる。

・熱力学第一法則
　ΔU = Q + W（W は気体がされた仕事）
　→ 教科書により、気体がした仕事 W′ を使い Q = ΔU + W′ と書く。符号に注意。

・4つの変化
　定積：W = 0。定圧：仕事は PΔV。等温：ΔU = 0。断熱：Q = 0。
　→ P-Vグラフで、変化の線と面積の意味をセットで覚える。

・熱効率
　e = W′ / Q吸収 = 1 - Q放出 / Q吸収
　→ 熱機関が1サイクルで外にした仕事 W′ を、吸った熱で割る。

【くわしく調べる（合格大作戦）】
物理の勉強法
https://www.5ka9.com/2008/06/post-31.html

理科の勉強法の記事一覧（合格大作戦）
https://www.5ka9.com/category/%e7%90%86%e7%a7%91%e3%81%ae%e5%8b%89%e5%bc%b7%e6%b3%95

1名前を書き忘れた受験生 2026/11/14 16:06 NEW

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【この単元の流れ】
中学では、温度と熱、物質の状態変化を学びました。高校では、気体を分子の集まりとして見て、温度は分子の運動の激しさ、圧力は分子が壁に与える力だと考えます。まず P・V・T の関係（状態方程式）を押さえることが出発点です。
次に、熱力学第一法則で「熱・仕事・内部エネルギー」の出入りを整理します。定積・定圧・等温・断熱の4つの変化ごとに、何が0になるかを表にしておくと、P-Vグラフの問題が解きやすくなります。熱機関の効率も、このエネルギーの出入りで考えます。グラフの問題では、状態が変わるたびに P・V・T がどう変わるかを書き出すと、見通しがよくなります。