Работа в термодинамике
Задача 1.
В вертикально
расположенном цилиндре с площадью основания 1 дм2 под поршнем массой
10 кг, скользящим без трения и закрывающим цилиндр сверху, находится воздух. После
изобарного нагревания воздуха поршень поднялся на высоту 20 см. Какую работу
совершил воздух, если наружное давление равно 100 кПа?
Решение.
Работа газа при изобарном
расширении равна A = p∆V. Объем изменился на величину ∆V = S∆h. Найдем давление воздуха под поршнем. На него действуют
силы давления воздуха, наружного давления и сила тяжести поршня.
Поэтому: pS = paS + mg. Отсюда:
 А = (105 ∙10
– 2 + 100)∙ 0,2 = 220 Дж.
Задача 2.
Идеальный газ
расширяется по закону p = kV, где р – давление, V – объем, k = 200 МПа/м3. Найдите работу,
совершаемую газом при увеличении объема от 2 до 3 л. Решение.
Данная задача легко решается
графически. Т.к. по условию давление пропорционально объему, то графиком
процесса в координатах pV будет прямая линия, проходящая через начало координат.
Работа газа равна площади
фигуры (в данном случае – прямоугольной трапеции).
| 
