2014-06-01
В длинном цилиндре с теплоизолированными стенками находится газ. Сосуд закрыт теплоизолированным поршнем. Поршню мгновенно сообщили постоянную скорость.
Как изменится температура газа? Как зависит изменение температуры газа от скорости поршня?
Решение:
Рассмотрим случай, когда при движении поршня объем газа увеличивается. Газ, расширяясь, совершает работу за счет своей внутренней энергии и при этом охлаждается, так как теплообмен с внешней средой отсутствует.
На поршень попадают только те молекулы газа, скорость теплового движения которых
больше скорости поршня. Поэтому при большой скорости поршня давление газа на него и, значит, работа, совершаемая газом, меньше, чем при малой скорости. Меньше и понижение температуры газа.
Так как в газе всегда имеются молекулы с очень большими скоростями, то давление газа на поршень и, следовательно, работа, совершаемая газом, никогда не равны нулю, но могут быть очень малыми, если скорость поршня достаточно велика.
Если при движении поршня объем газа уменьшается, то работа совершается над газом и его внутренняя энергия и температура увеличиваются.