💡 ヒント：熱力学第一法則と内部エネルギー

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

気体に熱 \(Q\) を加えると、そのエネルギーは (1) 内部エネルギー \(\Delta U\) の増加 と (2) 気体が外部にする仕事 \(W'\) に振り分けられます。これが熱力学第一法則 \(Q = \Delta U + W'\)（\(\Delta U = Q - W'\)）。

定積（体積一定）なら \(W' = 0\) なので全部が内部エネルギーに。定圧（圧力一定）なら膨張して仕事をする分、内部エネルギーの増加は小さくなります。

✏️ 求めるもの

気体の内部エネルギー変化 \(\Delta U\)〔J〕、気体がした仕事 \(W'\)、または加熱量 \(Q\)。3 つのうち 2 つが分かれば残りは計算できる。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 符号のルールを確認：\(Q\) は気体が受ける熱、\(W'\) は気体がする仕事。教科書によって \(W\) の符号が逆の場合もあるので定義を確認
  2. 2 つの量を把握：問題文から \(Q\)・\(W'\)・\(\Delta U\) のうち分かっているものを書き出す
  3. 式に代入：\(\Delta U = Q - W'\) に値を入れて計算
注意

熱力学第一法則には 2 つの書き方があり、高校物理では \(Q = \Delta U + W'\)（\(W'\) は気体が外にする仕事）が一般的。教科書や問題集で \(\Delta U = Q + W\)（\(W\) は外から気体にする仕事）という表記もある。どちらを使っているか符号の向きを必ず確認。