ÉS történelmi információk.

1) M.V. Lomonoszov harmonikus érvelés és egyszerű kísérletek elvégzése után arra a következtetésre jutott, hogy „a hő oka a kötött anyag részecskéinek belső mozgásában rejlik... Köztudott, hogy a hőt mozgás gerjeszti: a kezek kölcsönösen felmelegednek. a súrlódás, a fa meggyullad, szikra kirepül, amikor a szilícium az acélhoz ér, a vas felmelegszik, ha részecskéit erős ütésekkel megkovácsolják."

2) B. Rumfoord, aki egy ágyúgyártó üzemben dolgozott, észrevette, hogy az ágyúcső fúrásakor az nagyon felforrósodott. Például egy körülbelül 50 kg súlyú fémhengert egy doboz vízbe helyezett, és fúróval belefúrta a hengerbe, és 2,5 óra alatt felforralta a dobozban lévő vizet.

3) Davy 1799-ben végrehajtotta érdekes tapasztalat. Két jégdarab egymáshoz dörzsölve olvadni kezdett és vízzé alakult.

4) A hajó orvosa, Robert Mayer 1840-ben Jáva szigetére hajózva észrevette, hogy vihar után a tenger vize mindig melegebb, mint előtte.

Munkaszámítás.

A mechanikában a munkát az erő és az elmozdulás modulusának szorzataként definiálják: A=FS. A termodinamikai folyamatok vizsgálatakor a makrotestek egészének mechanikai mozgását nem vesszük figyelembe. A munka fogalma itt a testtérfogat változásához kapcsolódik, i.e. a makrotest részeinek mozgása egymáshoz képest. Ez a folyamat a részecskék közötti távolság megváltozásához, és gyakran mozgásuk sebességének megváltozásához, tehát a test belső energiájának megváltozásához vezet.

Legyen gáz egy mozgatható dugattyús hengerben hőmérsékleten T 1 (ábra). Lassan felmelegítjük a gázt egy hőmérsékletre T 2. A gáz izobár módon tágul, és a dugattyú elmozdul a helyéről 1 pozicionálni 2 Δ távolságra l. A gáznyomás erő hatni fog a külső testekre. Mert p= const, akkor a nyomóerő F = pSállandó is. Ezért ennek az erőnek a munkája a képlet segítségével kiszámítható A=F Δ l=pS Δ l=p Δ V, A= p Δ V

ahol Δ V- gázmennyiség változása. Ha a gáz térfogata nem változik ( izokorikus folyamat), akkor a gáz által végzett munka nulla.

Miért változik meg a test belső energiája, amikor összehúzódik vagy kitágul? Miért melegszik fel a gáz összenyomáskor, és miért hűl le, amikor tágul?

A gázhőmérséklet sűrítés és expanzió során bekövetkező változásának oka a következő: a molekulák mozgó dugattyúval való rugalmas ütközése során mozgási energiájuk megváltozik.

• Ha egy gáz összenyomódik, akkor ütközéskor a molekulák felé mozgó dugattyú átadja annak egy részét. mechanikus energia, ami a gáz felmelegedését okozza;

• Ha egy gáz kitágul, akkor a visszahúzódó dugattyúval való ütközés után a molekulák sebessége csökken. Ennek eredményeként a gáz lehűl.

A tömörítés és az expanzió során a molekulák közötti kölcsönhatás átlagos potenciális energiája is változik, mivel ez megváltoztatja a molekulák közötti átlagos távolságot.

Munka külső erők, gázra ható

• Amikor a gáz összenyomódik, mikorΔ V= V 2 – V 1 < 0 , A>0, az erő és az elmozdulás iránya egybeesik;
• Bővítéskor, mikorΔ V= V 2 – V 1 > 0, A<0, направления силы и перемещения противоположны.

Írjuk fel a Clapeyron-Mengyelejev egyenletet két gázállapotra:

pV 1 = m/M*RT 1 ; pV 2 =m/M* RT 2 ⇒

p(V 2 − V 1 )= m/M*R(T 2 − T 1 ).

Ezért izobár folyamatban

A= m/M*RΔ T.

Ha m = M(1 mol ideális gáz), akkor Δ Τ = 1 K kapunk R = A. Ebből következik az egyetemes gázállandó fizikai jelentése: számszerűen megegyezik 1 mól ideális gáz által végzett munkával, ha izobár módon hevítjük 1 K-val.

A mű geometriai értelmezése:

Az izobár folyamat p = f(V) grafikonján a munka egyenlő az a) ábrán látható árnyékolt téglalap területével.

Ha a folyamat nem izobár (b. ábra), akkor a görbe p = f(V) nagyszámú izokorból és izobárból álló szaggatott vonalként ábrázolható. Az izobár szakaszokon végzett munka nulla, és az összes izobár szakaszon végzett munka megegyezik az árnyékolt ábra területével. Izoterm folyamatban ( T= const) a munka egyenlő a c ábrán látható árnyékolt ábra területével.

A szerkezetek deformálódása során a külső erők hatópontjai elmozdulnak, és a külső erők adott mozgásoknál munkát végeznek.

Számítsuk ki valamilyen általánosított erő munkáját (2.2.4. ábra), amely nulláról egy adott értékre elég lassan növekszik ahhoz, hogy a mozgó tömegek tehetetlenségi ereje elhanyagolható legyen. Az ilyen terhelést általában statikusnak nevezik.

2.2.4. ábra

Legyen egy tetszőleges alakváltozási pillanatban az erő általánosított elmozdulásnak felel meg . Az erő végtelenül kicsiny növekedése az összeggel
végtelenül csekély elmozdulásnövekedést okoz
. Nyilvánvaló, hogy egy külső erő elemi munkája, ha elhanyagoljuk a másodrendű végtelenül kicsi mennyiségeket,

Statikailag alkalmazott általánosított erő által végzett teljes munka , ami általános mozgást váltott ki ,

. (2.2.5)

A kapott integrál a diagram területe
, amely lineárisan deformált rendszerek esetén a háromszög területe a végső elmozdulási érték alapjával és a végső erőérték magassága

(2.2.6)

Rizs. 2.2.5

Így az általánosított erő statikus hatása alatti tényleges munka egy rugalmas rendszerre egyenlő az erő végső értékének és a megfelelő általánosított elmozdulás végső értékének a szorzatának felével (Clapeyron tétele).

Több általánosított erő rugalmas rendszerére gyakorolt ​​statikus hatás esetén az alakváltozási munka egyenlő az egyes erők végső értékének és a megfelelő teljes elmozdulás végső értékének szorzatának felével.

(2.2.7)

és nem függ a rendszer betöltésének sorrendjétől.

A belső erők munkája.

A rugalmas rendszerek deformációja során fellépő belső erők is munkát végeznek.

Tekintsünk egy hosszúságú rúdelemet
(2.2.6. ábra). BAN BEN általános eset síkhajlításnál a rúd eltávolított részeinek a fennmaradó elemre gyakorolt ​​hatását az eredő tengelyirányú erők fejezik ki
, nyíróerők és hajlító pillanatok
. Ezek a 2.2.6. ábrán folytonos vonalakkal ábrázolt erők a kiválasztott elemhez képest külsőek.

2.2.6. ábra

A szaggatott vonallal ábrázolt belső erők ellentétesek a külső erők által okozott deformációkkal, nagyságrendjükben egyenlők, irányukban ellentétesek.

Számítsuk ki az elvégzett munkát az egyes belső erőtényezők szerint.

Hagyja, hogy az elem csak a tengelyirányú erők hatását tapasztalja, egyenletesen elosztva a szakaszon (2.2.6. ábra).

Rizs. 2.2.7

Ennek következtében az elem megnyúlása

,

A munka nulláról fokozatosan értékre emelkedik
belső erők erre a mozgásra.

. (2.2.8)

A belső erők munkája negatív, ezért a kapott képlet mínuszjelet tartalmaz.

Tekintsünk most egy elemet a hajlítónyomatékok hatására (2.2.8. ábra).

Az elemszelvények kölcsönös elfordulási szöge

.

Hajlítónyomatékok munkája

. (2.2.9)

Rizs. 2.2.8

A fokozatosan növekvő belső keresztirányú erők munkája, figyelembe véve a tangenciális feszültségek keresztmetszetbeli eloszlását és a Hooke-törvény alapján, a következő formában írható fel

, (2.2.10)

Ahol - együttható a keresztmetszeti alaktól függően.

Ha a rúd torziónak van kitéve, az elemi munka a fokozatosan növekvő nyomaték

(2.2.11)

Végül a gerendára gyakorolt ​​hatás általános esetben szakaszonként hat belső erőtényezővel rendelkezünk, amelyek munkája a képlettel határozható meg.

Gáz munka

1. A termodinamika első főtétele

Az energia termodinamikai rendszerbe való átvitelének két módja lehetővé teszi számunkra, hogy energetikai szempontból elemezzük a rendszer bármely kezdeti állapotból egy másik állapotba 2 átmenet egyensúlyi folyamatát. . A rendszer belső energiájának változása

 U 1-2 = U 2 - U 1

egy ilyen folyamatban egyenlő a munka mennyiségévelA’ 1-2 külső erők és hő végzik a rendszerenK 1-2 jelentett rendszer:

 U 1-2 = A ’ 1-2 + K 1-2 (2. 3 )

MunkaA’ 1-2 számszerűen egyenlő és ellentétes előjelű munkávalA 1-2 maga a rendszer követi el a külső erőkkel szemben ugyanabban az átmeneti folyamatban:

A’ 1-2 = - A 1-2 .

Ezért a (2.6) kifejezés másképp írható át:

K 1-2 =  U 1-2 + A 1-2 (2. 3 )

A termodinamika első főtétele: a rendszernek átadott hőt a rendszer belső energiájának megváltoztatására és a rendszer külső erőkkel szembeni munkájára fordítják.

 K = dU +  A (2. 3 )

dU – belső energia, teljes differenciál.

KÉs Anem teljes különbségek.

K 1-2 =
(2. 3 )

.

Történelmileg a termodinamika első főtételének megállapítása az első típusú örökmozgó (perpetuum mobile) megalkotásának kudarcával függött össze, amelyben a gép anélkül végezne munkát, hogy kívülről hőt kapna, és bármilyen típusú energiát sem költene el. A termodinamika első törvénye azt mondja, hogy lehetetlen ilyen motort építeni.

K 1-2 =  U 1-2 + A 1-2

1. A termodinamika első főtételének alkalmazása izofolyamatokra.

   1. Izobár folyamat.

R= konst

A = = p ( V 2 - V 1 ) = p  V ,

ahol p a gáznyomás, V – térfogatának változása.

MertPV 1 = RT 1 ; PV 2 = RT 2,

HogyV 2 - V 1 = (T 2 – T 1 ) És

A = R(T 2 – T 1 ); (2. 3 )

Így azt kapjukuniverzális gázállandó R egyenlő egy mól ideális gáz által végzett munkával, ha hőmérséklete állandó nyomáson egy Kelvinnel nő.

A (2.10) kifejezést figyelembe véve a termodinamika első főtételének (2.8) egyenlete a következőképpen írható fel

 Q = dU + pdV. (2.3)

1. Izokórikus folyamat

V = const, ennélfogva,dV = 0

 A =p V = 0

 K =  U.

 K =  U = R T (2. 3 )

1. Izoterm folyamat

T =const,

U = 0 az ideális gáz belső energiája nem változik, és

K =  A

A = =
= RTln (2. 3 )

Ahhoz, hogy a gáz hőmérséklete az expanzió során ne csökkenjen, egy izoterm folyamat során a külső tágulási munkával egyenértékű hőmennyiséget kell a gázba juttatni, pl. A = K.

A gyakorlatban minél lassabban megy végbe a folyamat, annál pontosabban tekinthető izotermnek.

G Grafikusan az izoterm folyamat során végzett munka numerikusan megegyezik az 1. ábrán látható árnyékolt vetület területével.

Az izoterma és izobár metszet alatti ábrák területeit összehasonlítva megállapíthatjuk, hogy a gáz térfogatának tágulásaV 1 hangerőigV 2 azonos kezdeti gáznyomás mellett izobár tágulás esetén több munka elvégzése is együtt jár.

1. A gázok hőkapacitása

HőkapacitásVAL VEL bármely testé végtelenül kicsi hőmennyiség arányad K , amelyet a szervezet kapott, a megfelelő növekményredT hőmérséklete:

C test = (2. 3 )

Ezt az értéket joule per kelvinben (J/K) mérik.

Ha egy test tömege egyenlő egységgel, a hőkapacitást fajhőnek nevezzük. A kis c betűvel jelöljük. Joule per kilogrammban mérik . kelvin (J/kg . K).Egy mól anyag hőkapacitása és ugyanazon anyag fajlagos hőkapacitása között összefüggés van

(2. 3 )

A (2.12) és (2.15) képletekkel írhatunk

(2. 3 )

Az állandó térfogatú hőkapacitások különösen fontosakVAL VEL V és állandó nyomásVAL VEL R . Ha a hangerő állandó marad, akkordV = 0 és a termodinamika első főtétele (2.12) szerint az összes hő a test belső energiájának növelésére megy

 K = dU (2. 3 )

Ebből az egyenlőségből az következik, hogy egy mól ideális gáz hőkapacitása állandó térfogat mellett egyenlő

(2. 3 )

InnendU  = C V dT, és egy mól ideális gáz belső energiája egyenlő

U  = C V T (2. 3 )

Tetszőleges gáztömeg belső energiájaT képlet határozza meg

(2. 3 )

Figyelembe véve, hogy 1 mól ideális gázra

U = RT,

és a szabadságfokok számának számlálásaén változatlan, az állandó térfogatú moláris hőkapacitásra kapunk

C v = = (2. 3 )

Fajlagos hőkapacitás állandó térfogaton

Val vel v = = (2. 3 )

Tetszőleges gáztömegre a következő összefüggés érvényes:

 K = dU = RdT; (2. 3 )

Ha a gázfűtés állandó nyomáson történik, akkor a gáz kitágul, pozitív hatást gyakorolva a külső erőkre. Ezért az állandó nyomású hőkapacitásnak nagyobbnak kell lennie, mint az állandó térfogatú hőkapacitásnak.

Ha 1 mol gáz atizobár a hőmennyiséget jelentik a folyamatban Kmajd bevezetjük a moláris hőkapacitás fogalmát állandó C nyomáson R = le lehet írni

 K = C p dT;

ahol C p – moláris hőkapacitás állandó nyomáson.

Mert a termodinamika első főtételének megfelelően

 K =  A + dU = RdT +RdT =

=(R +R)dT = (R +VAL VEL V )dT,

Hogy

VAL VEL R ==R+VAL VEL V . (2. 3 )

Ezt az arányt únMayer-egyenlet :

C kifejezés R így is írható:

VAL VEL R = R + R =
. (2. 3 )

Fajlagos hőkapacitás állandó nyomásonVal vel p definiáljuk a (2.26) kifejezések felosztásával :

Val vel p =
(2. 3 )

Izobár kommunikációban egy tömegű gázzalmhőmennyiség Kbelső energiája mennyiségével nő U = C V  T, és az izobár folyamat során a gázra átadott hőmennyiség az K= C p  T.

A hőkapacitások arányának meghatározása után levél , kapunk

(2. 3 )

Magától értetődően,  1, és csak a gáz típusától (a szabadságfok számától) függ.

A (2.22) és (2.26) képletekből az következik, hogy a moláris hőkapacitásokat csak a szabadsági fokok száma határozza meg, és nem függ a hőmérséklettől. Ez az állítás meglehetősen széles hőmérsékleti tartományban csak olyan egyatomos gázokra érvényes, amelyek csak transzlációs szabadságfokkal rendelkeznek. A kétatomos gázoknál a hőkapacitásban megnyilvánuló szabadsági fokok száma a hőmérséklettől függ. A kétatomos gázmolekulának három transzlációs szabadságfoka van: transzlációs (3), rotációs (2) és vibrációs (2).

Így az összes szabadsági fok száma eléri a 7-et és a moláris hőkapacitásra állandó térfogat mellett a következőt kell kapnunk: C V = .

A hidrogén moláris hőkapacitásának kísérleti függéséből az következik, hogy C V hőmérséklettől függ: alacsony hőmérsékleten ( 50 K) VAL VEL V = , a C szobában V = és nagyon magas - C V = .

Az elmélet és a kísérlet közötti eltérést az magyarázza, hogy a hőkapacitás számításakor figyelembe kell venni a molekulák forgási és rezgési energiájának kvantálását (nem bármilyen forgási és rezgési energia lehetséges, hanem csak egy bizonyos diszkrét energiaértékek sorozata). Ha a hőmozgás energiája nem elegendő például a rezgések gerjesztéséhez, akkor ezek az oszcillációk nem járulnak hozzá a hőkapacitáshoz (a megfelelő szabadsági fok „befagy” - az energia egyenletes eloszlásának törvénye nem vonatkozik rá) . Ez magyarázza a hőenergiát elnyelő szabadsági fokok szekvenciális (bizonyos hőmérsékleteken) gerjesztését, és az ábra mutatja. 13 függőség C V = f ( T ).

A termodinamika alapképletei és molekuláris fizika, ami hasznos lesz az Ön számára. Egy újabb remek nap a gyakorlati fizika gyakorlására. Ma összeállítjuk azokat a képleteket, amelyeket leggyakrabban a termodinamikai és a molekuláris fizika problémáinak megoldására használnak.

Akkor gyerünk. Próbáljuk meg röviden bemutatni a termodinamika törvényeit és képleteit.

Ideális gáz

Ideális gáz idealizálás, akárcsak egy anyagi pont. Egy ilyen gáz molekulái anyagi pontok, és a molekulák ütközései abszolút rugalmasak. Elhanyagoljuk a molekulák távolsági kölcsönhatását. A termodinamikai problémákban a valódi gázokat gyakran ideálisnak tekintik. Sokkal könnyebb így élni, és nem kell sok új kifejezéssel foglalkozni az egyenletekben.

Tehát mi történik az ideális gáz molekuláival? Igen, mozognak! És jogos a kérdés, hogy milyen sebességgel? Természetesen a molekulák sebessége mellett a gázunk általános állapota is érdekel. Milyen P nyomást fejt ki az edény falára, mekkora V térfogatot foglal el, mekkora a hőmérséklete T.

Mindezek kiderítésére létezik az ideális gáz állapotegyenlete, ill Clapeyron-Mengyelejev egyenlet

Itt m - gáz tömege, M – molekulatömege (a periódusos rendszerből találjuk meg), R – univerzális gázállandó: 8,3144598(48) J/(mol*kg).

Az univerzális gázállandó más állandókkal is kifejezhető ( Boltzmann állandója és Avogadro száma )

Tömegnál nél , viszont a szorzatként számolható sűrűség És hangerő .

A molekuláris kinetikai elmélet (MKT) alapegyenlete

Ahogy már mondtuk, a gázmolekulák mozognak, és minél magasabb a hőmérséklet, annál gyorsabban. Összefüggés van a gáznyomás és a részecskék átlagos mozgási energiája E között. Ezt a kapcsolatot hívják a molekuláris kinetikai elmélet alapegyenlete és a következő formája van:

Itt n – a molekulák koncentrációja (számuk és térfogatuk aránya), E – átlagos mozgási energia. Megtalálhatóak, valamint a molekulák négyzetes átlagsebessége, ennek megfelelően a képletekkel:

Helyettesítsük be az energiát az első egyenletbe, és megkapjuk az alapegyenlet egy másik formáját MKT

A termodinamika első főtétele. Képletek izofolyamatokhoz

Emlékeztetünk arra, hogy a termodinamika első főtétele kimondja: a gáznak átadott hőmennyiség az U gáz belső energiájának megváltoztatására és a gáz által A munkára megy el. következik:

Tudniillik a gázzal történik valami, összenyomhatjuk, felmelegíthetjük. Ebben az esetben olyan folyamatokra vagyunk kíváncsiak, amelyek egy állandó paraméternél fordulnak elő. Nézzük meg, hogy néz ki mindegyikben a termodinamika első főtétele.

Apropó! Most kedvezményt kap minden olvasónk 10% tovább bármilyen típusú munka.

Izotermikus folyamat állandó hőmérsékleten történik. Itt a Boyle-Mariotte törvény érvényes: izoterm folyamatban a gáz nyomása fordítottan arányos a térfogatával. Izoterm folyamatban:

állandó térfogattal megy tovább. Ezt a folyamatot Charles törvénye jellemzi: Állandó térfogatnál a nyomás egyenesen arányos a hőmérséklettel. Egy izokorikus folyamatban a gázhoz juttatott összes hő a belső energiájának megváltoztatására megy el.

állandó nyomáson működik. Gay-Lussac törvénye kimondja, hogy állandó gáznyomás mellett térfogata egyenesen arányos a hőmérséklettel. Egy izobár folyamatban a hő egyrészt a belső energia megváltoztatására, másrészt a gáz által végzett munkára megy el.

. Az adiabatikus folyamat olyan folyamat, amely hőcsere nélkül megy végbe a környezettel. Ez azt jelenti, hogy a termodinamika első főtételének képlete egy adiabatikus folyamatra így néz ki:

Egy- és kétatomos ideális gáz belső energiája

Hőkapacitás

Fajlagos hő egyenlő egy kilogramm anyag egy Celsius-fokkal való felmelegítéséhez szükséges hőmennyiséggel.

A fajlagos hőkapacitáson kívül van moláris hőkapacitás (egy mól anyag egy fokkal való felmelegítéséhez szükséges hőmennyiség) állandó térfogat mellett, és moláris hőkapacitás állandó nyomáson. Az alábbi képletekben i a gázmolekulák szabadsági fokainak száma. Egyatomos gáznál i=3, kétatomos gáznál – 5.

Hőgépek. Hatékonysági képlet a termodinamikában

Hőerőgép , a legegyszerűbb esetben fűtőtestből, hűtőből és munkafolyadékból áll. A fűtőberendezés hőt ad a munkaközegnek, az működik, majd a hűtőszekrény lehűti, és minden megismétlődik. O v. A hőmotor tipikus példája a belső égésű motor.

Hatékonyság a hőmotort a képlet alapján számítják ki

Összegyűjtöttük tehát a termodinamika alapképleteit, amelyek hasznosak lesznek a problémák megoldásában. Természetesen ezek nem mindegyik képlet a termodinamika témaköréből, de ezek ismerete valóban jó szolgálatot tehet. És ha bármilyen kérdése van, ne feledje diákszolgálat, melynek szakemberei bármikor készen állnak a segítségre.

>>Fizika: Termodinamikai munka

Milyen folyamatok hatására változhat meg a belső energia? Már tudja, hogy kétféle ilyen folyamat létezik: munka és hőátadás. Kezdjük a munkával. Mivel egyenlő a gáz és más testek összenyomódása és tágulása során?
Mechanikai és termodinamikus munka. BAN BEN mechanika a munka az erőmodulus, az alkalmazási pont elmozdulási modulusa és a közöttük lévő szög koszinusza szorzata. Amikor egy erő hat egy mozgó testre, a munka egyenlő a mozgási energiájának változásával.
BAN BEN a test egészének mozgását nem veszik figyelembe, arról beszélünk makroszkopikus test részeinek egymáshoz viszonyított mozgásáról. Ennek eredményeként a test térfogata változhat, de sebessége nulla marad. A termodinamikában a munkát ugyanúgy definiálják, mint a mechanikában, de ez nem a test mozgási energiájának változásával, hanem belső energiájának változásával egyenlő.
A belső energia változása munkavégzés közben. Miért változik meg a test belső energiája, amikor a test összehúzódik vagy kitágul? Miért melegszik fel a levegő egy kerékpár gumiabroncs felfújásakor?
A gázhőmérséklet változásának oka a kompresszió során a következő: a gázmolekulák mozgó dugattyúval való rugalmas ütközése során mozgási energiájuk megváltozik. Tehát a gázmolekulák felé haladva a dugattyú mechanikai energiájának egy részét az ütközések során átadja nekik, aminek következtében a gáz felmelegszik. A dugattyú úgy működik, mint egy futballista, aki egy rúgással találkozik egy bejövő labdával. A láb olyan sebességet kölcsönöz a labdának, amely lényegesen nagyobb, mint az ütközés előtti sebesség.
Ezzel szemben, ha a gáz kitágul, akkor a visszahúzódó dugattyúval való ütközés után a molekulák sebessége csökken, aminek következtében a gáz lehűl. A futballista ugyanúgy cselekszik, hogy csökkentse vagy leállítsa a repülő labda sebességét - a futballista lába eltávolodik a labdától, mintha utat adna neki.
Kompresszió vagy tágulás esetén a molekulák közötti kölcsönhatás átlagos potenciális energiája is megváltozik, mivel a molekulák közötti átlagos távolság is változik.
Munkaszámítás. Számítsuk ki a munkát a térfogatváltozás függvényében a dugattyú alatti hengerben lévő gáz példájával ( 13.1. ábra).

A legegyszerűbb, ha először nem a külső testből (dugattyúból) érkező gázra ható erő munkáját számoljuk ki, hanem a dugattyúra ható gáznyomási erő által végzett munkát, amelynek erőhatása. Newton harmadik törvénye szerint . A gázból a dugattyúra ható erőmodulus egyenlő , Ahol p- gáznyomás, és S- a dugattyú felülete. Hagyja a gázt izobár módon tágulni, és a dugattyú kis távolsággal elmozdul az erő irányába . Mivel a gáznyomás állandó, a gáz által végzett munka:

Ez a munka a gáztérfogat változásával fejezhető ki. Kezdeti kötete V 1 = Sh 1, és a döntő V 2 = Sh 2. Ezért

hol van a gáztérfogat változása.
Táguláskor a gáz pozitív munkát végez, mivel az erő iránya és a dugattyú mozgási iránya egybeesik.
Ha a gáz össze van sűrítve, akkor a gázmunkára vonatkozó (13.3) képlet érvényben marad. De most , és ezért (13.2. ábra).

Munka A külső testek által a gázon végzett munka eltér a gáz által végzett munkától A Csak ismerős: , mivel a gázra ható erő az erő ellen irányul és a dugattyú mozgása változatlan marad. Ezért a gázra ható külső erők munkája egyenlő:

Amikor a gáz összenyomódik, amikor , a külső erő munkája pozitívnak bizonyul. Ennek így kell lennie: ha egy gázt összenyomnak, az erő iránya és az alkalmazási pont elmozdulása egybeesik.
Ha a nyomást nem tartják állandóan, akkor a tágulás során a gáz energiát veszít, és átadja azt a környező testeknek: felszálló dugattyúnak, levegőnek stb. A gáz lehűl. Ha egy gázt összenyomnak, ellenkezőleg, a külső testek energiát adnak át neki, és a gáz felmelegszik.
A mű geometriai értelmezése. Munka A´ gáz állandó nyomás esetén egyszerű geometriai értelmezést adhatunk.
Készítsünk egy grafikont a gáznyomásnak az általa elfoglalt térfogattól való függésére ( 13.3. ábra). Itt van a téglalap területe abdc, menetrend szerint korlátozott 1. o=állandó, tengely Vés szegmensek abÉs CD, egyenlő a gáznyomással, számszerűen egyenlő a munkával (13.3):

Általában a gáznyomás nem marad állandó. Például egy izoterm folyamat során a térfogattal fordított arányban csökken ( 13.4. ábra). Ebben az esetben a munka kiszámításához fel kell osztani a teljes térfogatváltozást kis részekre, és ki kell számítani az elemi (kis) munkát, majd össze kell adni őket. A gáz által végzett munka numerikusan még mindig egyenlő az ábra függőségi grafikonja által határolt területével p tól től V, tengely Vés szegmensek abÉs CD, egyenlő a nyomással 1. o, p2 a gáz kezdeti és végső állapotában.

???
1. Miért melegednek fel a gázok összenyomva?
2. A 13.2. ábrán látható izoterm folyamat során a külső erők pozitív vagy negatív munkát végeznek?

G.Ja.Mjakisev, B.B.Buhovcev, N.N. Szockij, fizika 10. osztály

Az óra tartalma leckejegyzetek keretóra prezentációgyorsítási módszerek támogatása interaktív technológiák Gyakorlat feladatok és gyakorlatok önellenőrző műhelyek, tréningek, esetek, küldetések házi feladat megbeszélési kérdések szónoki kérdéseket diákoktól Illusztrációk audio, videoklippek és multimédia fényképek, képek, grafikák, táblázatok, diagramok, humor, anekdoták, viccek, képregények, példázatok, mondások, keresztrejtvények, idézetek Kiegészítők absztraktokat cikkek trükkök a kíváncsi kiságyak tankönyvek alap- és kiegészítő szótár egyéb Tankönyvek és leckék javításaa tankönyv hibáinak javítása egy töredék frissítése a tankönyvben, innováció elemei a leckében, az elavult ismeretek újakkal való helyettesítése Csak tanároknak tökéletes leckék naptári terv egy évre iránymutatásokat vitaprogramok Integrált leckék

Ha javításai vagy javaslatai vannak ehhez a leckéhez,