Question 1

「熱膨張」の一般的な性質として、最も適切なものはどれか。

Accepted Answer

物体は温度が上昇すると体積が増加する傾向がある。【解説】多くの物質は、温度が上昇すると分子の運動が活発になり体積が増加する熱膨張という性質を持ちます。消火器の内圧が高温下で上昇する一因にもなります。【他の選択肢が不適切な理由】温度上昇で体積が減少するという説明は誤りです。また、温度による体積変化のしやすさは固体・液体・気体で異なり、一般に分子間の結びつきが弱い気体の方が固体や液体よりも温度変化による体積変化が大きくなるため、両者の説明はいずれも誤りです。

Question 2

「比熱」の考え方として、最も適切なものはどれか。

Accepted Answer

物質1gの温度を1℃上げるのに必要な熱量のことである。【解説】比熱は、物質1gの温度を1℃（1K）上昇させるのに必要な熱量のことで、物質ごとに固有の値を持ちます。比熱が大きい物質ほど温まりにくく、冷めにくい性質があります。【他の選択肢が不適切な理由】温度そのものを表す数値ではありません。また、物質全体の温度を1℃上げるのに必要な熱量は「熱容量」であり、物質1gあたりで定義される比熱とは異なる量です。状態変化の際に温度を変えずに出入りする熱量は「潜熱」の説明であり、これも比熱とは異なる概念です。

Question 3

「ボイルの法則」の考え方として、最も適切なものはどれか。

Accepted Answer

温度が一定のとき、気体の圧力と体積は反比例する。【解説】ボイルの法則は、温度が一定のとき、一定量の気体の圧力と体積が反比例するという法則です。圧力を2倍にすると体積は半分になります。【他の選択肢が不適切な理由】比例する、温度と体積が反比例（これはシャルルの法則とも異なる）、無関係という説明はいずれも誤りです。

Question 4

「シャルルの法則」の考え方として、最も適切なものはどれか。

Accepted Answer

圧力が一定のとき、気体の体積は絶対温度に比例する。【解説】シャルルの法則は、圧力が一定のとき、一定量の気体の体積が絶対温度に比例するという法則です。温度が上がると気体は膨張しようとします。【他の選択肢が不適切な理由】反比例、圧力に比例（これはボイルの法則の圧力と体積の関係とも異なる）、無関係という説明はいずれも誤りです。

Question 5

熱の伝わり方のうち「伝導」の考え方として、最も適切なものはどれか。

Accepted Answer

物質を構成する粒子の振動が隣接する部分へ伝わる現象である。【解説】伝導は、物質を構成する原子・分子の振動やエネルギーが、隣接する部分へ次々と伝わっていくことで熱が移動する現象で、主に固体内部で生じます。金属は熱伝導性が高い代表的な物質です。【他の選択肢が不適切な理由】流体の移動によるものは「対流」、電磁波・真空中を伝わるものは「放射（ふく射）」の説明です。

Question 6

熱の伝わり方のうち「対流」の考え方として、最も適切なものはどれか。

Accepted Answer

温度差により生じた流体の移動によって熱が運ばれる現象である。【解説】対流は、温度差によって生じた気体や液体（流体）そのものの移動によって熱が運ばれる現象です。暖房で部屋全体が温まる仕組みなどがこれにあたります。【他の選択肢が不適切な理由】粒子の振動のみによるものは「伝導」、電磁波によるものは「放射」の説明であり、物質の色の変化とも異なります。

Question 7

熱の伝わり方のうち「放射（ふく射）」の考え方として、最も適切なものはどれか。

Accepted Answer

熱が電磁波の形で空間を伝わり物質に吸収される現象である。【解説】放射（ふく射）は、熱が赤外線などの電磁波の形で空間を伝わり、それを受けた物質に吸収されることで熱が伝わる現象です。太陽の熱が真空の宇宙空間を通って地球に届くのはこの例です。【他の選択肢が不適切な理由】接触した物質のみに伝わるものは「伝導」に近く、流体の移動のみによるものは「対流」の説明です。

Question 8

消火器の使用温度範囲に関する一般的な考え方として、最も適切なものはどれか。

Accepted Answer

消火器には一般に使用が保証される温度範囲が定められている。【解説】消火器は、規格省令等に基づき、性能が保証される使用温度範囲が定められています。極端な低温・高温下では、消火薬剤の性状や内部圧力が変化し、正常に作動しないおそれがあります。【他の選択肢が不適切な理由】使用温度範囲は規格省令等に基づき定められるものであり、設置場所の管理者が任意に決定したり、点検のたびに変更したりするものではありません。また、消火薬剤の種類（粉末・強化液・機械泡等）によって適応できる温度条件が異なるため、全ての消火器で共通の数値というわけではありません。

Question 9

密閉容器内の気体の温度上昇と内部圧力の関係として、最も適切なものはどれか。

Accepted Answer

密閉容器内の気体は温度が上昇すると圧力が高まる傾向がある。【解説】体積が一定の密閉容器内では、温度が上昇すると気体分子の運動が活発になり、容器内壁に衝突する力が強まるため、圧力が高まります。消火器を直射日光下や高温の場所に放置してはいけない理由の一つです。【他の選択肢が不適切な理由】温度上昇で圧力が下がる、無関係、温度低下で圧力が高まるという説明はいずれも誤りです。

Question 10

絶対温度（ケルビン）の考え方として、最も適切なものはどれか。

Accepted Answer

セ氏温度に約273を加えた値で表される温度目盛りである。【解説】絶対温度（ケルビン、K）は、セ氏温度（℃）に約273を加えた値で表される温度目盛りで、理論上の最低温度である絶対零度（-273℃）を0Kとします。ボイル・シャルルの法則等は絶対温度を用いて表されます。【他の選択肢が不適切な理由】273を引くという説明は誤りです。また、絶対温度は摂氏0度ではなく絶対零度（約-273℃）を基準（0K）とする目盛りであり、目盛り幅（1度分の大きさ）自体はセ氏温度と同じです（数値の起点だけが異なります）。

熱及び気体の性質の一問一答