Вопрос школьника
В каком из процессов перехода идеального газа из состояния 1 в состояние 2, изображенном на pV-диаграмме (см. рис.), газ совершает наибольшую работу?
Ответ от учителя
На pV-диаграмме изображены четыре процесса перехода идеального газа из состояния 1 в состояние 2: AB, AC, AD и AE. Чтобы определить, в каком из этих процессов газ совершает наибольшую работу, необходимо рассмотреть площадь, заключенную между кривой процесса и осью объема (площадь под графиком на pV-диаграмме).
Согласно первому закону термодинамики, работа, совершаемая газом при переходе из состояния 1 в состояние 2, равна изменению его внутренней энергии и тепловому эффекту. Таким образом, чем больше площадь под графиком процесса, тем больше работа, совершаемая газом.
Из рисунка видно, что процесс AB является изотермическим, то есть происходит при постоянной температуре. При этом площадь под графиком процесса AB является наибольшей среди всех четырех процессов. Следовательно, газ совершает наибольшую работу именно в процессе AB.
Отметим, что в процессе AC газ совершает нулевую работу, так как площадь под графиком равна нулю (процесс происходит при постоянном объеме). В процессах AD и AE газ совершает меньшую работу, чем в процессе AB, так как площадь под графиком меньше.
