Робота при зміні об’єму газу

Ви знаєте, що внутрішню енергію макроскопічної системи можна змінити, зробивши роботу. Тепер отримаємо формулу для обчислення роботи, що здійснюється макроскопічною системою. Розглянемо найпростішу систему – газ, який може розширюватися або стискатися, але як ціле він не переміщується.

Нехай у горизонтально розташованому циліндрі під поршнем, який може переміщатися без тертя, знаходиться стиснений газ. У цьому стані газ має об’єм V1 і тиск р. Якщо надати поршню свободу, то газ розшириться і пересуне поршень. Припустимо, що поршень вчинить таке мале переміщення, при якому зміною тиску можна буде знехтувати. Тоді обсяг газу стане рівним V2, а тиск залишиться колишнім.

При розширенні газ переміщається на відстань I – 10 = Al під дією сили тиску F. Робота, яку здійснює газ, дорівнює добутку модуля вектора сили F і модуля вектора переміщення

Al : А = F Al.

При цьому вважаємо, що сила F – постійна.

Таким чином, робота газу при незмінному тиску дорівнює добутку його тиску і зміні обсягу.

Отримана формула для обчислення роботи макроскопічної системи справедлива при будь-яких змінах об’єму газу при постійному тиску. Формулу можна застосовувати і в разі малої зміни об’єму газу, при якому прилади не фіксується зміни тиску. Обчисливши послідовно значення роботи для малих змін об’єму і підсумувавши їх, отримують повну роботу.

Посилання на основну публікацію