В физике (термодинамике) работа газа напрямую связана с изменением его состояния через параметры давления и объема. Способ расчета зависит от того, как именно меняются эти величины в ходе процесса. 1. Работа при постоянном давлении (Изобарный процесс) Если давление остается неизменным, работа рассчитывается как произведение давления на изменение объема. Формула:
- — давление (Па).
- — начальный объем ( ). — конечный объем ( ).
Если газ расширяется ( ), работа положительна. Если сжимается — отрицательна. 2. Работа при переменном давлении (Общий случай) Если давление меняется в процессе изменения объема, работа определяется как интеграл давления по объему. Геометрически это площадь под кривой процесса на графике в координатах . Формула: Частные случаи переменного давления:
- Изотермический процесс ( ):
Давление меняется по закону .
Адиабатный процесс (без теплообмена):
где — показатель адиабаты.
3. Алгоритм решения задачи
- Определите тип процесса: проверьте, указано ли в условии, что давление или температура постоянны.
- Приведите единицы измерения к СИ:
- Давление: ; ; . Объем: ; .
- Используйте уравнение Менделеева-Клапейрона: если неизвестно конечное давление или объем, их можно найти через температуру и количество вещества:
Вычислите результат: итоговое значение работы измеряется в Джоулях (Дж).
Сводная таблица формул
| Процесс | Условие | Формула работы |
|---|---|---|
| Изохорный | ||
| Изобарный | ||
| Изотермический | ||
| Произвольный |
Я могу составить для вас пошаговый пример решения конкретной задачи, если вы предоставите числовые значения давления и объема.