|
Работа
в термодинамике. |
|
|
В термодинамике
движение тела как целого не рассматривается и речь
идет о перемещении частей макроскопического тела относительно друг друга.
При совершении работы меняется объем тела, а его скорость остается раной
нулю. Но скорости молекул тела меняются! Поэтому меняется температура
тела. Причина в том, что при столкновении с движущимся поршнем (сжатие
газа) кинетическая энергия молекул изменяется - поршень отдает часть своей
механической энергии. При столкновении с удаляющимся поршнем (расширение)
скорости молекул уменьшаются, газ охлаждается. При
совершении работы в термодинамике меняется состояние макроскопических тел: их
объем и температура. |
|
|
А - работа внешних сил
по сжатию газа.
А' - работа газа по расширению.
Следовательно: А= - А'
Если газ расширяется: Dh=h2 - h1 - перемещение поршня. V1=Sh1; V2=Sh2.
|
|
|
Тогда: A'=F'Dh=pS(h2 - h1)=p(Sh2 - Sh1)=p(V2-V1)=pDV |
|
|
При расширении работа
газа положительна. При сжатии - отрицательна. Таким
образом: A' = pDV
- работа газа A= - pDV - работа внешних сил. |
|
|
Используя уравнение Менделеева-Клапейрона, получим: |
|
|
Эти выражения
справедливы при очень малых (!)
изменениях объема или при постоянном
давлении (т.е. в изобарном процессе) |
|
|
Физический смысл универсальной газовой постоянной.
моля идеального газа при изобарном
нагревании на 1 К. |
|
|
Геометрическое
истолкование работы. |
|
|
В изобарном процессе площадь под графиком в координатах p,V численно равна работе (вспомните - перемещение на графике скорости!). |
|
|
В общем случае надо
процесс разбить на малые части и сосчитать элементарные работы, а затем их
сложить (процесс интегрирования): Например, в
изотермическом процессе |
|
|
В изохорном процессе объем не меняется, следовательно, в изохорном процессе работа не совершается! В адиабатном
процессе |
|
Рекомендуем использовать новую версию сайта!
