{
  "api_version": "v1",
  "publisher": {
    "name": "Manazoo",
    "url": "https://manazoo.com/"
  },
  "license": "All rights reserved（AI の参照・要約と出典リンクつきの引用は可。転載・再配布・販売は不可）",
  "terms_url": "https://manazoo.com/terms/",
  "disclaimer": "単元の並びは学習指導要領に沿って作り、年号や人物などの事実は公開データと照らし合わせています。誤りに気づいたら意見箱からお知らせください。確かめて直します。テストや受験の前には、教科書や先生の説明もあわせて確認してください。",
  "attribution": "事実データの一部は Wikidata（CC0）による。単元の構成は文部科学省「小学校学習指導要領」「中学校学習指導要領」「高等学校学習指導要領」（政府標準利用規約2.0）。",
  "kind": "entity",
  "slug": "first-law-of-thermodynamics-and-gas-processes",
  "name": "熱力学第一法則と気体の状態変化",
  "entity_kind": "concept",
  "wikidata_qid": "Q179380",
  "wikidata_url": "https://www.wikidata.org/wiki/Q179380",
  "canonical_url": "https://manazoo.com/science/first-law-of-thermodynamics-and-gas-processes/",
  "api_url": "https://manazoo.com/api/v1/entities/first-law-of-thermodynamics-and-gas-processes.json",
  "course": {
    "slug": "physics",
    "title": "物理",
    "url": "https://manazoo.com/high/physics/"
  },
  "unit": {
    "slug": "kinetic-theory-of-gases",
    "title": "気体分子の運動",
    "url": "https://manazoo.com/high/physics/kinetic-theory-of-gases/"
  },
  "period": null,
  "place": null,
  "summary_points": [
    "気体が吸収した熱量をQ、外からされた仕事をWとすると、内部エネルギーの変化はΔU＝Q＋Wとなる（熱力学第一法則）。",
    "定積変化ではW＝0、等温変化ではΔU＝0、断熱変化ではQ＝0。定圧変化で気体がする仕事はpΔVである。",
    "気体がする仕事は、p-Vグラフの線と横軸の間の面積で表せる。断熱圧縮では温度が上がり、断熱膨張では下がる。"
  ],
  "facts": null,
  "key_points": [
    {
      "term": "熱力学第一法則",
      "note": "ΔU＝Q＋W（Qは吸収した熱量、Wはされた仕事）"
    },
    {
      "term": "定積変化と定圧変化",
      "note": "定積：W＝0でΔU＝Q／定圧：気体がする仕事はpΔV"
    },
    {
      "term": "等温変化",
      "note": "ΔU＝0なので、吸収した熱と同じだけ外に仕事をする"
    },
    {
      "term": "断熱変化",
      "note": "Q＝0なので、ΔU＝W。圧縮で温度が上がり、膨張で下がる"
    }
  ],
  "summary": null,
  "causality": null,
  "timeline": [],
  "related": {
    "cause": [],
    "result": [],
    "people": [],
    "same_period_japan": []
  },
  "questions": [
    {
      "id": "q-flt-isobaric-work",
      "type": "input",
      "prompt": "圧力2.0×10⁵Paを一定に保ったまま、気体の体積が1.0×10⁻³m³から4.0×10⁻³m³に増えた。気体が外にした仕事は何Jか。",
      "choices": null,
      "answer": "600",
      "accept": [
        "600J",
        "6.0×10^2",
        "6.0×10²"
      ],
      "explanation": "定圧変化で気体がする仕事はW′＝pΔV。ΔV＝4.0×10⁻³−1.0×10⁻³＝3.0×10⁻³m³なので、W′＝2.0×10⁵×3.0×10⁻³＝600J。p-Vグラフでは、長方形の面積にあたる。",
      "entities": [
        "first-law-of-thermodynamics-and-gas-processes"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-flt-isobaric-delta-u",
      "type": "input",
      "prompt": "ある気体が熱を1500J吸収し、圧力一定のまま膨張して外に600Jの仕事をした。内部エネルギーの変化は何Jか。",
      "choices": null,
      "answer": "900",
      "accept": [
        "900J",
        "+900",
        "+900J"
      ],
      "explanation": "熱力学第一法則ΔU＝Q＋W。気体が外にした仕事が600Jなので、気体がされた仕事はW＝−600J。ΔU＝1500＋(−600)＝900J増える。",
      "entities": [
        "first-law-of-thermodynamics-and-gas-processes"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-flt-adiabatic-compression",
      "type": "choice",
      "prompt": "気体を断熱圧縮すると、気体の温度はどうなるか。",
      "choices": [
        "変わらない",
        "上がる",
        "下がる",
        "0Kになる"
      ],
      "answer": 1,
      "accept": [],
      "explanation": "断熱変化では熱の出入りがない（Q＝0）ので、ΔU＝W。圧縮では気体が正の仕事をされる（W＞0）ので、内部エネルギーが増え、温度が上がる。",
      "entities": [
        "first-law-of-thermodynamics-and-gas-processes"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-flt-isothermal-heat-in",
      "type": "input",
      "prompt": "理想気体が温度を一定に保ったまま膨張し、外に350Jの仕事をした。気体が吸収した熱量は何Jか。",
      "choices": null,
      "answer": "350",
      "accept": [
        "350J"
      ],
      "explanation": "等温変化では温度が変わらないので、理想気体の内部エネルギーは変わらない（ΔU＝0）。ΔU＝Q＋WよりQ＝−W。気体がされた仕事はW＝−350Jなので、Q＝350J。",
      "entities": [
        "first-law-of-thermodynamics-and-gas-processes"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    }
  ],
  "sources": [
    {
      "label": "文部科学省「高等学校学習指導要領（平成30年告示）解説 理科編 理数編」p.68〜69",
      "url": "https://www.mext.go.jp/content/20250311-mxt_kyoiku02-100002620_05.pdf"
    },
    {
      "label": "コトバンク「熱力学第一法則」（デジタル大辞泉ほか）",
      "url": "https://kotobank.jp/word/%E7%86%B1%E5%8A%9B%E5%AD%A6%E7%AC%AC%E4%B8%80%E6%B3%95%E5%89%87"
    },
    {
      "label": "コトバンク「断熱変化」（デジタル大辞泉ほか）",
      "url": "https://kotobank.jp/word/%E6%96%AD%E7%86%B1%E5%A4%89%E5%8C%96"
    }
  ],
  "media": [
    {
      "src": "/media/first-law-of-thermodynamics-and-gas-processes/pv-four-processes.png",
      "alt": "同じ点Aから出る定積変化・定圧変化・等温変化・断熱変化の4本の線を、1枚のp-Vグラフに描き分けた図",
      "license": "オリジナル（コードで作図）",
      "author": "Asatte Studio（Manazoo）",
      "source_url": "https://manazoo.com/credits/",
      "section": "formula",
      "caption": "p-Vグラフで見る4つの状態変化"
    },
    {
      "src": "/media/first-law-of-thermodynamics-and-gas-processes/isobaric-work-area.png",
      "alt": "圧力1.0×10⁵Paのまま体積が2.0×10⁻³m³から5.0×10⁻³m³に増えるとき、p-Vグラフの長方形の面積が気体のした仕事300Jになる様子",
      "license": "オリジナル（コードで作図）",
      "author": "Asatte Studio（Manazoo）",
      "source_url": "https://manazoo.com/credits/",
      "section": "example",
      "caption": "定圧変化の仕事＝p-Vグラフの面積（300J）"
    }
  ],
  "status": "published",
  "placeholder": false,
  "updated_at": "2026-10-31"
}