熱と気体（知識）の問題

熱の伝わり方には、熱伝導・対流・放射（熱放射）の 3 種類がある。熱の伝わり方について述べた文として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　太陽からの熱が、ほぼ真空の宇宙空間を通って地球に届くのは、対流によるものである。
• イ　熱伝導では、物質そのものは移動せず、高温部の粒子の激しい熱運動がとなりの粒子へ次々に伝わることで、熱が高温部から低温部へ伝わる。
• ウ　放射による熱の移動は、真空中では起こらない。
• エ　対流は、液体や気体の中だけでなく、固体の中でも同じように起こる。

身のまわりの現象と、熱の伝わり方（伝導・対流・放射）や熱膨張との関係について述べた文として誤っているものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　鉄道のレールのつなぎ目に少しすき間をあけておくのは、気温が上がってレールが熱膨張したときに、レールどうしが押し合って曲がるのを防ぐためである。
• イ　ストーブで部屋の空気を暖めると、暖められた空気が膨張して密度が小さくなって上昇し、まわりの冷たい空気が流れこむことで部屋全体が暖まる。これは対流による熱の移動である。
• ウ　金属のスプーンの一端を熱い湯に入れておくと、湯につかっていないもう一端もしだいに熱くなる。これは、熱が放射によってスプーンの中を伝わるためである。
• エ　太陽からの熱が、物質がほとんどない宇宙空間を通って地球に届くのは、熱が赤外線などの電磁波として運ばれる放射によるものである。
• オ　熱膨張の割合が異なる 2 種類の金属板をはり合わせたもの（バイメタル）は、温度が変化すると、2 枚の金属板の伸び縮みの違いによって曲がる。

熱容量・比熱と状態変化について述べた文として誤っているものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　比熱は、物質 $1\mathrm{g}$ の温度を $1\mathrm{K}$ 上げるのに必要な熱量で、物質の種類によって決まる。
• イ　液体が蒸発して気体になるときには周囲から熱を吸収し、気体が凝縮して液体になるときにも周囲から熱を吸収する。
• ウ　同じ物質でできた 2 つの物体では、質量が大きい物体のほうが熱容量が大きい。
• エ　1 気圧のもとで氷を加熱し続けると、氷と水が共存している間は、加えた熱が状態変化に使われるので温度は一定に保たれる。

熱機関の熱効率、および可逆変化・不可逆変化と熱力学第二法則について述べた文として正しいものを、次のア〜カのうちからすべて選べ。

• ア　あらい水平面上をすべる物体が摩擦によって止まり、物体と面の温度が上がる現象は、外部に何の変化も残さずに、逆向きに進めてもとの状態に戻すことができる。
• イ　熱機関は、1 サイクルの間に高温の物体から受け取った熱量の一部を必ず低温の物体へ放出するので、熱効率は 1 より小さくなる。
• ウ　温度の異なる 2 つの物体を接触させると熱は高温の物体から低温の物体へ移動し、ほかに何の変化も残さずに、熱が低温の物体から高温の物体へ自然に移動することはない。
• エ　1 サイクルの間に高温の物体から受け取る熱量が同じ熱機関どうしでは、低温の物体へ放出する熱量が大きい熱機関ほど、熱効率が高い。
• オ　容器の仕切りの片側に気体を入れ、反対側を真空にして仕切りを取り除くと気体は容器全体に広がるが、そのまま放置すれば、気体はやがて自然にもとの側だけに戻る。
• カ　水の入ったコップにインクを 1 滴たらすと、インクは水全体に広がっていくが、この変化は不可逆変化である。

熱機関と熱力学第二法則、および可逆変化・不可逆変化について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　熱機関は、高温の物体から受け取った熱量をすべて仕事に変えることができるので、熱効率を 1 にすることができる。
• イ　熱力学第二法則は、熱と仕事を含めてエネルギー保存の法則を表したもので、気体が得た熱量は内部エネルギーの増加と気体が外部にした仕事の和に等しいことを示している。
• ウ　熱は高温の物体から低温の物体へ自然に移るが、低温の物体から高温の物体へ自然に移ることはない。
• エ　床の上をすべる物体が摩擦によって減速し、やがて止まる現象は、外部に何の変化も残さずにもとの状態に戻すことができるので可逆変化である。
• オ　熱機関の熱効率は、高温の物体から受け取った熱量に対する、低温の物体に放出した熱量の割合である。