Как найти работу газа при изобарном процессе


Модель иллюстрирует учебную тему «Термодинамика. Работа газа».

Вводится понятие «работа газа», рассматриваются особенности работы газа при изохорном, изобарном, изотермическом и адиабатном процессах.

Внутренняя энергия тела может изменяться, если действующие на него внешние силы совершают работу (положительную или отрицательную). Например, если газ подвергается сжатию в цилиндре под поршнем, то внешние силы совершают над газом некоторую положительную работу A'. В то же время силы давления, действующие со стороны газа на поршень, совершают работу A = – A'. Если объем газа изменился на малую величину Δ V. то газ совершает работу pS Δ x = p Δ V. где p – давление газа, S – площадь поршня, Δ x – его перемещение.

При расширении работа, совершаемая газом, положительна, при сжатии – отрицательна.

В общем случае при переходе из некоторого начального состояния (1) в конечное состояние (2) работа газа выражается формулой:

или в пределе при Δ V i → 0.

В изохорном процессе ( V = const ) газ работы не совершает, A = 0.

В изобарном процессе ( p = const ) работа, совершаемая газом, выражается соотношением:

В изотермическом процессе температура газа не изменяется, следовательно, не изменяется и внутренняя энергия газа, Δ U = 0 .

Первый закон термодинамики для изотермического процесса выражается соотношением Q = A .

Количество теплоты Q. полученной газом в процессе изотермического расширения, превращается в работу над внешними телами. При изотермическом сжатии работа внешних сил, произведенная над газом, превращается в тепло, которое передается окружающим телам.

Наряду с изохорным, изобарным и изотермическим процессами в термодинамике часто рассматриваются процессы, протекающие в отсутствие теплообмена с окружающими телами.

Сосуды с теплонепроницаемыми стенками называются адиабатическими оболочками. а процессы расширения или сжатия газа в таких сосудах называются адиабатическими .

Работа газа в адиабатическом процессе выражается через температуры T 1 и T 2 начального и конечного состояний:

Модель может быть использована в режиме ручного переключения кадров и в режиме автоматической демонстрации ( Фильм ).



как найти работу газа при изобарном процессе:Модель иллюстрирует учебную тему «Термодинамика. Работа газа». Вводится понятие «работа газа», рассматриваются особенности работы газа при изохорном, изобарном, изотермическом и адиабатном

как найти работу газа при изобарном процессе