Вопрос школьника
В каком из процессов перехода идеального газа из состояния 1 в состояние 2, изображенном на р — V — диаграмме (рис.), газ совершает наибольшую работу?
Ответ от учителя
На р-V диаграмме идеального газа, работа, совершаемая газом при переходе из состояния 1 в состояние 2, определяется площадью под кривой, соединяющей эти два состояния. Чтобы газ совершил наибольшую работу, необходимо, чтобы площадь под этой кривой была максимальной.
На р-V диаграмме, изображенной на рисунке, можно заметить, что кривая, соединяющая состояния 1 и 2, имеет наибольшую площадь в процессе, который происходит по следующему пути:
1. Изотермический расширение (AB): газ расширяется при постоянной температуре, что приводит к увеличению объема и давления.
2. Адиабатическое расширение (BC): газ продолжает расширяться, но без теплообмена с окружающей средой, что приводит к дальнейшему уменьшению давления и температуры.
3. Изотермическое сжатие (CD): газ сжимается при постоянной температуре, что приводит к уменьшению объема и давления.
4. Адиабатическое сжатие (DA): газ продолжает сжиматься без теплообмена с окружающей средой, что приводит к дальнейшему увеличению давления и температуры.
Таким образом, процесс, который совершает наибольшую работу, является циклическим процессом, состоящим из двух изотермических и двух адиабатических процессов. В этом процессе газ совершает работу, равную площади, заключенной внутри кривой, соединяющей состояния 1 и 2.
