Termodinamika n; 1 - Nyomáserő és hőátadás munkája
Dolgozzon a nyomáserőkön és a hőátadáson
Alapvető: A nyomóerők munkája
Nyomáserők munkája: makroszkopikus eredetű energiacsere, vagyis a skálánkon meghatározott és a rendszert körülhatároló felületen kifejtett erők munkája.
Úgy tekintünk, hogy egy hengert egy mobil dugattyú zár.
A külső nyomási erő leírása:
A dugattyú elemi elmozdítása során munkája megéri:
Azonban (a gáz térfogatának változása,> 0 a rajzon), így:
Ha (a térfogat csökken): a munka pozitív (a gáz energiát kap munka formájában).
Ha (a térfogat növekszik): a munka negatív (a gáz kitágul, és kifelé nyújt munkát).
Ez az eredmény bármilyen térfogatra (gáz, folyadék, szilárd anyag) általánosít.
Tehát megéri a termodinamikai rendszer által a külső nyomás erőitől kapott munka, amelynek térfogata dV-nként változik:
Módszer: Reverzibilis transzformáció esete, a mű geometriai értelmezése
A reverzibilis átalakulás során a külső nyomás állandóan megegyezik a belső, vagyis a rendszer nyomásával.
Ezért a nyomóerők munkája megéri:
Megjegyzés: ha a térfogat állandó marad, a nyomóerők munkája nulla.
A mű geometriai értelmezése:
Itt, és:
a gáz negatív munkát kap (energiát biztosít munka formájában a külső felé, mivel ellazul).
A (P, V) síkot Clapeyron síknak (Clapeyron koordináták) nevezzük; figyelem, P az y tengelyen, V az x tengelyen van !
A munka attól függ, hogy milyen utat követünk ugyanabból a kezdeti állapotból ugyanabba a végső állapotba, ahogy azt a következő ábra mutatja:
A három görbe által határolt területek egymástól eltérõek: következésképpen a rendszer által kapott munka a követett úttól függ, és nem csak a kezdeti és a végsõ állapottól függ.