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0熱力学第一法則の問題を解くためには、まず以下の公式を理解して覚えましょう。
- Q ＝ ⊿U ＋ Wout
- Wout = P⊿V
Woutとしたのは、外部に向けて仕事をするという意味です。
つまり、内部の気体が外部に仕事をした場合、
⊿Vは正になるので、Woutは正の値を持つことになります。
同様に考えて、容器が固定されていて体積が変化しない、
つまり⊿V＝0のとき、P⊿Vはゼロになりますから、
Woutもゼロになります。
よって、その場合熱量は全て内部エネルギーの変化（⊿U）に使われることになります。
１つ目の式ですが、よくよく見ると当たり前の式ですね。
エネルギーである熱量Qが与えられたら、分子のエネルギーである内部エネルギーと外部にする仕事のエネルギーに使われるという意味です。
試験問題では、等圧変化と定積変化における⊿UやWoutを求める問題がよく出ます。
まず、等圧変化ですが、外部からQが与えると内部ネルギーと外部に向けて仕事をするエネルギーに使われます。
つまり⊿UとWoutが増加します。
定積変化の場合、その文言から⊿Vが０なわけですから、P⊿V（Wout）は０となります。
よって熱を加えた場合、Q＝⊿Uとなります。
非常に基礎的な公式についての話ですが、WではなくWoutと覚えると熱力学の分野は得点源になる科目です。
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