熱と気体（知識）の問題

熱の伝わり方と熱膨張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　熱の伝導では、接している物体どうしの間で、温度の低い物体から温度の高い物体へ熱が移動する。
• イ　対流とは、固体の内部で、物質そのものは移動せずに、熱が高温部から低温部へ順に伝わっていく現象である。
• ウ　液体や気体の一部があたためられると、その部分は膨張して密度が小さくなって上昇し、まわりの冷たい部分が下降することで対流が起こる。
• エ　放射（熱放射）による熱の移動には物質が必要なので、真空中では放射によって熱は伝わらない。

断熱材でできた容器に $20{}^{\circ }\mathrm{C}$ の水を入れ、そこへ $80{}^{\circ }\mathrm{C}$ に熱した金属球を静かに沈めた。容器と外部との間で熱のやりとりはなく、水は蒸発しないものとする。しばらくすると、金属球と水の温度は等しくなり、それ以上変化しなくなった。この現象と、熱運動・温度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　金属球と水の温度が等しくなると、金属の原子も水の分子も熱運動が止まる。
• イ　熱は、温度に関係なく、熱容量の大きい物体から熱容量の小さい物体へ移動する。
• ウ　金属球と水の温度が等しくなった後も、金属の原子や水の分子は熱運動を続けている。
• エ　金属球と水の温度が等しくなったとき、金属球と水がもっている熱量が等しくなっている。
• オ　水の温度が $10{}^{\circ }\mathrm{C}$ 上がったとき、水の絶対温度は $283\mathrm{K}$ 上がる。

熱機関と熱効率、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誤っているものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。ただし、ここでいう熱機関は、高温の物体から熱を受け取り、外部に仕事をし、低温の物体に熱を放出して、もとの状態にもどる過程（サイクル）をくり返すものとする。

• ア　熱機関が 1 サイクルの間に外部にした正味の仕事は、高温の物体から受け取った熱量と、低温の物体に放出した熱量との差に等しい。
• イ　摩擦や熱の漏れなどの損失をすべてなくした理想的な熱機関であれば、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、熱効率は 1 になる。
• ウ　熱効率は、熱機関が 1 サイクルの間に高温の物体から受け取った熱量に対する、外部にした正味の仕事の割合である。
• エ　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るが、その逆向きの熱の移動は、外部に何の変化も残さずにひとりでに起こることはない。
• オ　水にたらしたインクが水全体に広がる現象は、外部に何の変化も残さずにもとの状態にもどすことができないので、不可逆変化である。

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。