2019-11-24
Если над идеальным газом совершается процесс АВС (рис.), то ему сообщается количество тепла $Q$. Какое количество тепла сообщается газу при процессе ADC?
Решение:
Тепло, которое сообщается газу, идет на увеличение его внутренней энергии $W$ и на работу, совершаемую при расширении газа. Так как начальное и конечное состояния, а значит, и температуры газа одинаковы при обоих процессах, то одинаковы и изменения внутренней энергии газа. Что же касается работы, совершаемой при расширении газа, то в первом случае она равна $P_{2} (V_{2} - V_{1})$, а во втором: $P_{1}(V_{2} - V_{1})$.
Из закона сохранения энергии следует, что
$Q = W + P_{2} (V_{2} - V_{1})$
и
где $Q_{1}$ - количество тепла, сообщаемое газу при процессе
$A \rightarrow D \rightarrow C$.
Из этих уравнений нетрудно найти, «то
$Q_{1} = Q - P_{2} (V_{2} - V_{1}) + P_{1}(V_{2} - V_{1}) = Q - (P_{2} - P_{1} )(V_{2} - V_{1} )$.
Величина $(P_{2} - P_{1})(V_{2} - V_{1})$ численно равна площади прямоугольника ABCD. Поэтому наш результат довольно естествен
Разность $Q - Q_{1}$ должна, очевидно, быть равна разности работ, совершаемых при расширении газа, а работа при расширении газа численно равна площади фигуры, образуемой графиком зависимости $P$ от $V$ и осью абсцисс $V$.