💡 ヒント：例題30 熱力学第一法則

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

熱力学第一法則はエネルギー保存則の熱版です。気体（またはシリンダー内の中身）に外から熱量 \(Q\) を加え、外に仕事 \(W\) をしたとき、内部エネルギーの変化 \(\Delta U\) は次のようになる：

\(\Delta U = Q - W\)（気体が外にする仕事を \(W\) とする）。「熱として入った分から、仕事として出ていった分を引いた残り」が内部エネルギーの増加です。

✏️ 求めるもの

気体に与えた熱量・気体がした仕事から、内部エネルギーの変化（または温度変化）を求める。

🔬 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. 符号を確認：気体に入る熱 \(Q > 0\)、気体が外にする仕事 \(W > 0\)
  2. 第一法則を適用：\(\Delta U = Q - W\)
  3. 温度変化に変換：定積比熱を使って \(\Delta U \to \Delta T\)
注意

「気体がする仕事」と「気体がされる仕事」で符号が逆。本によって \(\Delta U = Q - W\) または \(\Delta U = Q + W\) と書く流儀があるので、問題文の定義を確認すること。