💡 ヒント：定積変化と熱力学第一法則

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

定積変化 ＝ ピストンが固定されて体積が変わらない変化。気体は膨張も圧縮もできないので、外に対して仕事をしません（\(W = 0\)）。

このとき加えた熱 \(Q\) はすべて内部エネルギーの増加 \(\Delta U\) に変わるのがポイント。容器の中で温度が上がるだけ、というイメージ。

✏️ 求めるもの

熱力学第一法則 \(\Delta U = Q - W\) において、定積変化（\(W = 0\)）のときの内部エネルギー変化 \(\Delta U\) と \(Q\) の関係。具体的な数値を求める場合もあれば、関係式を選ぶ場合もある。

🔬 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. 条件を確認：体積が一定 ＝ 定積変化 ＝ \(W = 0\)
  2. 第一法則を簡略化：\(\Delta U = Q - 0 = Q\)
  3. \(\Delta U\) の符号：\(Q > 0\) なら \(\Delta U > 0\)（温度上昇）、\(Q < 0\) なら \(\Delta U < 0\)（温度低下）
  4. 温度変化を求めるなら：\(\Delta U = \dfrac{3}{2} n R \Delta T\) から \(\Delta T\) を出す
注意

仕事の符号の定義に注意。教科書によっては \(\Delta U = Q + W'\)（\(W'\) は気体がされる仕事）と書く流儀もあります。\(W\) と \(W'\) は符号が逆（\(W = -W'\)）。問題で何を「仕事」と呼んでいるかを必ず確認しましょう。定積では結局 \(W = W' = 0\) なのでどちらでも同じ。