共通テスト（理科） 過去問
令和5年度（2023年度）本試験
問72 (物理（第1問） 問2（2）)
問題文
次の問いに答えよ。
次の文章中の（ ア ）・（ イ ）に入れる語の組合せとして最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
図2のような理想気体の状態変化のサイクルA → B → C → Aを考える。
A → B：熱の出入りがないようにして、膨張させる。
B → C：熱の出入りができるようにして、定積変化で圧力を上げる。
C → A：熱の出入りができるようにして、等温変化で圧縮してもとの状態に戻す。
サイクルを一周する間、気体の内部エネルギーは（ a ）。
この間に気体がされた仕事の総和は（ ア ）であり、気体が吸収した熱量の総和は（ イ ）である。
次の文章中の（ ア ）・（ イ ）に入れる語の組合せとして最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
図2のような理想気体の状態変化のサイクルA → B → C → Aを考える。
A → B：熱の出入りがないようにして、膨張させる。
B → C：熱の出入りができるようにして、定積変化で圧力を上げる。
C → A：熱の出入りができるようにして、等温変化で圧縮してもとの状態に戻す。
サイクルを一周する間、気体の内部エネルギーは（ a ）。
この間に気体がされた仕事の総和は（ ア ）であり、気体が吸収した熱量の総和は（ イ ）である。
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問題
共通テスト（理科）試験 令和5年度（2023年度）本試験 問72（物理（第1問） 問2（2）） （訂正依頼・報告はこちら）
次の問いに答えよ。
次の文章中の（ ア ）・（ イ ）に入れる語の組合せとして最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
図2のような理想気体の状態変化のサイクルA → B → C → Aを考える。
A → B：熱の出入りがないようにして、膨張させる。
B → C：熱の出入りができるようにして、定積変化で圧力を上げる。
C → A：熱の出入りができるようにして、等温変化で圧縮してもとの状態に戻す。
サイクルを一周する間、気体の内部エネルギーは（ a ）。
この間に気体がされた仕事の総和は（ ア ）であり、気体が吸収した熱量の総和は（ イ ）である。
次の文章中の（ ア ）・（ イ ）に入れる語の組合せとして最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
図2のような理想気体の状態変化のサイクルA → B → C → Aを考える。
A → B：熱の出入りがないようにして、膨張させる。
B → C：熱の出入りができるようにして、定積変化で圧力を上げる。
C → A：熱の出入りができるようにして、等温変化で圧縮してもとの状態に戻す。
サイクルを一周する間、気体の内部エネルギーは（ a ）。
この間に気体がされた仕事の総和は（ ア ）であり、気体が吸収した熱量の総和は（ イ ）である。
- ア：正 イ：正
- ア：正 イ：0
- ア：正 イ：負
- ア：0 イ：正
- ア：0 イ：0
- ア：0 イ：負
- ア：負 イ：正
- ア：負 イ：0
- ア：負 イ：負
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この過去問の解説 （1件）
01
解答 ア：正 イ：負
解説
「この間に気体がされた仕事の総和は（ ア ）であり、
気体が吸収した熱量の総和は（ イ ）である」の穴埋め問題です。
反時計回りの熱サイクルがされる仕事は正です(補足参照)。
熱力学第一法則より ΔU = Q + Wされた であり、
サイクル一周で ΔU = 0 なので、
Q = - Wされた となり、 Q < 0 と言えます。
よって答えは ア：正 イ：負 となります。
【補足】
反時計回りのとき、
右に向かう曲線(今回でいうA→B)が
左に向かう曲線(今回でいうC→A)より下側にあるため、
|膨張時の仕事(する仕事)|<|圧縮時の仕事(される仕事)|
となります。
この選択肢が正解となります。
熱サイクルの仕事の符号は、
・反時計回り＝圧縮時の仕事の方が大きい＝仕事をされる
・時計回り＝膨張時の仕事の方が大きい＝仕事をする
と覚えておくと早く処理できます。
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