共通テスト（理科） 過去問
令和7年度（2025年度）追・再試験
問83 (物理（第3問） 問6)

次の文章Bを読み、後の問いに答えよ。

B　　物質量nの単原子分子理想気体が入ったシリンダーに、軽いピストンがついた装置を考える。ピストンの断面積をS，気体定数をRとする。ピストンとシリンダーの熱容量は無視できるものとする。

次の文章中の空欄（　ケ　）・（　コ　）に入れる式と語句の組合せとして正しいものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。

図5（ⅰ）のように、外界との間で熱の出入りがないシリンダーとピストンを用いた場合と、図5（ⅱ）のように、熱をよく伝えるシリンダーとピストンを用いた場合を比較する。シリンダーとピストンは同じ形、同じ大きさである。どちらの装置のピストンも軽く、なめらかに動くものとする。それぞれの装置に物質量nの単原子分子理想気体が入っている。
はじめ、それぞれの装置で気体の温度は同じであり、また外界の温度（外気温）と同じである。このとき、気体の圧力が大気圧とつりあい、同じ位置でピストンが静止していた。
次に、ピストンに図5（ⅰ）、（ⅱ）に示す向きに力を徐々に加え、ピストンを動かした。その後、図5（ⅰ）と（ⅱ）のピストンを、同じ力を加えた状態で静止させた。ただし、図5（ⅱ）に示した熱をよく伝えるシリンダーとピストンを用いた場合は、シリンダー内の気体を、外気温と同じ一定の温度に保ったまま、ゆっくりとピストンを動かした。
これらの過程における図5（ⅰ）の装置を用いた場合の気体の内部エネルギーの変化の大きさ|ΔU|と、図5（ⅱ）の装置を用いた場合の気体の内部エネルギーの変化の大きさ|ΔU′|との関係は（　ケ　）である。また、図5（ⅰ）の場合と図5（ⅱ）の場合のピストンの位置の変化の大きさは（　コ　）。