理想気体からなる閉じた系における熱力学第一法則に関する記述として、正しいのはどれか。2つ選べ。…

薬学理論問題（物理）　第91問

理想気体からなる閉じた系における熱力学第一法則に関する記述として、正しいのはどれか。2つ選べ。

(1)定温過程において、系に加えられた熱量はすべて系がする仕事になる。
(2)内部エネルギー変化は、系に加えられた熱量と系が外界からされた仕事の和で表される。
(3)断熱過程において、系の体積が増加すると内部エネルギーも増加する。
(4)内部エネルギー変化は経路関数である熱と仕事からなり、それ自体も経路関数である。
(5)系が外界に対してする仕事は、不可逆過程の方が可逆過程より大きい。

正答 (1)(2)

正答は (1)と(2)。ΔU＝q＋w（w は外界からされた仕事）で、理想気体の定温過程では ΔU＝0 なので、加えた熱はすべて系がする仕事になります。熱力学第一法則は ΔU＝q＋w です（q：系に加えられた熱、w：系が外界からされた仕事）。理想気体の内部エネルギーは温度だけで決まるため、定温過程では ΔU＝0、q＝－w となり、加えた熱 q はすべて系が外界にする仕事（－w）になります。【ほかの選択肢】 (3) 断熱過程（q＝0）で体積が増えると、系が外界に仕事をするので w＜0 となり、内部エネルギーは減少する（温度が下がる）　誤り

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(4) 熱と仕事は経路関数だが、その和である内部エネルギーの変化は始めと終わりの状態だけで決まる状態関数　誤り (5) 系が外界にする仕事は可逆過程で最大になり、不可逆過程のほうが小さい　誤り【ポイント】 ΔU は状態関数、q と w は経路関数です。

出典：第110回薬剤師国家試験問91（厚生労働省公表）出典元ページ

最終更新日 2026年11月5日

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