共通テスト（理科） 過去問
令和7年度（2025年度）本試験
問79 (物理（第3問） 問3)
問題文
物質量nの理想気体の状態をゆっくりと変化させる。気体定数をRとする。
次の文章中の空欄ア・イに入れる語句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。
前問 のA → B → Cの変化を逆に変化させたC → B → Aの変化を過程Ⅰとする。また、新たに、図2に示すようなC → Aの過程Ⅱを考える。過程Ⅰと過程Ⅱで気体が外部にした仕事をWⅠ、WⅡ、気体の内部エネルギーの変化をΔUⅠ、ΔUⅡとしたとき（ ア ）であるため、外部から気体に加えられた熱量は、（ イ ）の方が大きい。
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問題
共通テスト（理科）試験 令和7年度（2025年度）本試験 問79（物理（第3問） 問3） （訂正依頼・報告はこちら）
物質量nの理想気体の状態をゆっくりと変化させる。気体定数をRとする。
次の文章中の空欄ア・イに入れる語句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。
前問 のA → B → Cの変化を逆に変化させたC → B → Aの変化を過程Ⅰとする。また、新たに、図2に示すようなC → Aの過程Ⅱを考える。過程Ⅰと過程Ⅱで気体が外部にした仕事をWⅠ、WⅡ、気体の内部エネルギーの変化をΔUⅠ、ΔUⅡとしたとき（ ア ）であるため、外部から気体に加えられた熱量は、（ イ ）の方が大きい。
- ア：ΔUⅠ＞ΔUⅡかつWⅠ＝WⅡ イ：過程Ⅰ
- ア：ΔUⅠ＞ΔUⅡかつWⅠ＝WⅡ イ：過程Ⅱ
- ア：ΔUⅠ＜ΔUⅡかつWⅠ＝WⅡ イ：過程Ⅰ
- ア：ΔUⅠ＜ΔUⅡかつWⅠ＝WⅡ イ：過程Ⅱ
- ア：ΔUⅠ＝ΔUⅡかつWⅠ＞WⅡ イ：過程Ⅰ
- ア：ΔUⅠ＝ΔUⅡかつWⅠ＞WⅡ イ：過程Ⅱ
- ア：ΔUⅠ＝ΔUⅡかつWⅠ＜WⅡ イ：過程Ⅰ
- ア：ΔUⅠ＝ΔUⅡかつWⅠ＜WⅡ イ：過程Ⅱ
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この過去問の解説 （1件）
01
解答 ア：ΔUⅠ＝ΔUⅡかつWⅠ＜WⅡ イ：過程Ⅱ
解説
過程Ⅰと過程Ⅱで気体が外部にした仕事をWⅠ、WⅡ、
気体の内部エネルギーの変化をΔUⅠ、ΔUⅡとし、また
それぞれ外部から気体に加えられた熱量をQⅠ、QⅡとします。
熱力学第一法則より
ΔUⅠ=QⅠ−WⅠ
ΔUⅡ=QⅡ−WⅡ
つまり
QⅠ=ΔUⅠ＋WⅠ …①
QⅡ=ΔUⅡ＋WⅡ …②
となります。
理想気体の内部エネルギー変化は
最初の状態と最後の状態の温度にのみ依存し、
過程ⅠもⅡもCからAへの変化であるので
ΔUⅠ=ΔUⅡ …③
となります。
また、過程Ⅱのグラフの方が
過程Ⅰのグラフより上側にあることに注意して
グラフの面積を比較して、
WⅠ＜WⅡ …④
となります。
①②③④より、
QⅠ<QⅡ
となり、外部から加えられた熱量は
過程Ⅱの方が大きいということになります。
よって答えは ア：ΔUⅠ＝ΔUⅡかつWⅠ＜WⅡ イ：過程Ⅱ となります。
この選択肢が正解となります。
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