● Работа в термодинамике – это одна из мер изменения внутренней энергии
термодинамической системы.
Работа газа. Предположим, что в толстостенном цилиндре находится газ, сжимаемый
поршнем. При сжатии
поршень передает часть своей кинетической энергии
молекулам газа, в результате чего увеличивается внутренняя энергия газа и повышается его
температура – внешние
силы совершают работу над газом. При расширении,
наоборот, молекулы газа, передавая часть своей
кинетической энергии поршню, уменьшают свою
скорость и газ охлаждается – он совершает работу над
внешними силами (
b).
Таким образом, работа, совершенная газом над внешними
силами, в результате расширении газа данной массы при
постоянном давлении равна:
A' = F ⋅ Δh = pS ⋅ (h2 - h1) = p(Sh2
- Sh1)
или
A'= p(V2 - V1) = pΔV. (7.9)
Работа же, совершенная внешними силами над газом равна :
A = - A' = -p(V2 - V1) =
p(V1 - V2) = -pΔV. (7.10)
Где
F = pS — сила, с которой газ действует на поршень,
Δh — смещение поршня,
p — давление газа,
S — площадь поперечного сечения цилиндра,
ΔV — изменение объема газа.
Совершенная работа численно равна площади фигуры, образованной графиком в системе
координат 𝑝 - 𝑉:
при расширении газа (т.е. при увеличении объема газа)
A'> 0 или A < 0;
при сжатии же газа (т.е. при уменьшении объема газа)
A' < 0
или A > 0
olur (
c).