Отже, внутрішню енергію тіла можна збільшити, здійснюючи роботу над тілом.
Якщо газ піддається стискуванню в циліндрі під поршнем, то зовнішні сили здійснюють над газом деяку роботу A'. В той же час сили тиску, діючі з боку газу на поршень, здійснюють роботу A = - A'. Якщо об'єм газу змінився на малу величину ΔV, то елементарна робота, здійснена газом дорівнює:
ΔА=FΔx= pSΔx = pΔV
де p - тиск газу, S - площа поршня, Δx - переміщення поршня, ΔV=SΔx. При розширенні робота, що здійснюється газом, позитивна, при стискуванні - негативна. У загальному випадку при переході з деякого початкового стану (1) в кінцевий стан (2) робота газу виражається формулою:
чи в межі при ΔV → 0:
(2.33)
Рисунок 2.36.
Робота чисельно дорівнює площі під графіком процесу на діаграмі (p, V) (рис. 2.36). Величина роботи залежить від того, яким чином здійснювався перехід з початкового стану в кінцевий. На рисунку 2.37 зображено три різні процеси, що переводять газ із стану (1) в стан (2). У усіх трьох випадках газ здійснює різну роботу.
Рисунок 2.37.
У тому випадку, якщо розширення газу проходить при постійному тиску роботу можна розрахувати по формулі:
р =const,А= рΔV.(2.34)
У випадку, корду процес проходить при постійному об'ємі газ не виконує роботи.
V=const,А=0.(2.35)
Отримаємо формулу роботи ідеального газу при ізотермічному розширенні:
При Т=const, , оскільки отримаємо:
(2.36)
Внутрішня енергія тіла може змінюватися не лише в результаті здійснюваної роботи, але і внаслідок теплообміну. При тепловому контакті тіл внутрішня енергія одного з них може збільшуватися, а внутрішня енергія іншого - зменшуватися. В цьому випадку говорять про тепловий потік від одного тіла до іншого. Кількістю теплоти, отриманої тілом, називають зміну внутрішньої енергії тіла в результаті теплообміну. Кількість теплоти є енергетичною величиною. У СІ кількість теплоти позначається буквою Q і вимірюється в одиницях механічної роботи - джоулях (Дж).
Дата добавления: 2020-10-25; просмотров: 511;