Работа при тепловых процессах

Рассмотрим газ, находящийся под поршнем в цилиндрическом сосуде (см. Рис. 6.1). Пусть при расширении газ передвигает поршень на расстояние , тогда он совершает работу , где - сила, действующая на поршень со стороны газа. Но , где - давление, -площадь поршня. Следовательно, поэтому

,

где величина определяет изменение объема.

Это простая и очень важная формула позволяет вычислить работу при тепловых процессах.

.

Работа положительна при расширении газа и отрицательна при уменьшении его объема. Представленную выше формулу можно проиллюстрировать графически (см. рис. 6.2).

Пусть на диаграмме процесс изображается кривой, соединяющей точки 1 и 2. Величина определяется площадью бесконечно узкого прямоугольника, шириной . Ясно, что полная работа будет определяться площадью под всей изображенной кривой.

Представленный выше процесс является однонаправленным. Однако часто реализуются и круговые, когда процесс идет из точки 1 в точку 2 по одной зависимости давления от объема (1-а-2), а из точки 2 в точку 1 по другой (2-b-1). Ясно, что в этом случае полная работа за один цикл равна разности работ, т.е. определяется площадью, ограниченной замкнутой кривой (см.Рис. 6.3).

6.1. Работа при изобарном процессе

Изобарный процесс реализуется при постоянном давлении (), поэтому

.

6.2. Работа при изохорном процессе

Изохорному процессу соответствует условие: . Следовательно, , т.е.

.

Дата добавления: 2014-01-05