Формула работа газа: Ошибка 403 — доступ запрещён

Курс физики. Том I. Механика, акустика, молекулярная физика, термодинамика

Курс физики. Том I. Механика, акустика, молекулярная физика, термодинамика

Путилов К.А. Курс физики. Том I. Механика, акустика, молекулярная физика, термодинамика. Москва. Государственное издательство физико-математической литературы, 1963. – 560 с. Данный трёхтомный курс физики предназначается в качестве учебного пособия для высших учебных заведений с расширенной программой физики. В первом томе изложены физические основы механики, акустика, молекулярная физика и термодинамика. Главное внимание уделено достижениям экспериментальной физики, разъяснению основных законов физики и характеристике технических применений физики. Приведены исторические сведения и рассмотрены некоторые философские вопросы физики. Оглавление ПРЕДИСЛОВИЕ ВВЕДЕНИЕ ЧАСТЬ ПЕРВАЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ И АКУСТИКА § 1. О взаимосвязи явлений и допустимых границах их схематизации в физике § 2. Система ориентировки. Материальная точка и ее перемещение § 3. Элементарное перемещение. Векторы скорости и ускорения § 4. Тангенциальное и центростремительное ускорения § 5. Угловая скорость и угловое ускорение § 6. Абсолютное, переносное и относительное движения § 7. Закон сложения ускорений ГЛАВА II. ЗАКОНЫ НЬЮТОНА § 9. Первый ньютонов закон механики (закон инерции) § 10. О понятиях «покоя» и «равномерности» § 11. Инерциальная система. Принцип относительности § 12. Второй ньютонов закон механики § 13. Различные понимания второго закона механики § 14. Движение под действием постоянной силы § 15. Третий ньютонов закон механики § 16. Статическое и динамическое проявления сил § 17. Силы инерции. Центробежная сила ГЛАВА III. РАБОТА И ЭНЕРГИЯ § 18. Работа, энергия, мощность. Элемент и интеграл работы § 19. Кинетическая энергия и потенциальная энергия § 20. Системы мер и размерность механических величин ГЛАВА IV. ДИНАМИКА СИСТЕМЫ § 21. Механическая система. Внутренние и внешние силы. Центр масс § 22. Закон сохранения количества движения и теорема о движении центра масс § 23. Закон сохранения энергии в консервативных системах. Минимум потенциальной энергии при равновесии § 24. Число степеней свободы и работа сил связи. Принцип возможных перемещений § 25. Принцип Даламбера и релятивистское понимание инерции ГЛАВА V. МЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА СИЛ И ЭНЕРГИИ (ТРЕНИЕ, УДАР, ТЯГА) § 26. Трение. Тяга § 27. Удар ГЛАВА VI. ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ И ЭЛЕМЕНТЫ НЕБЕСНОЙ МЕХАНИКИ § 28. Законы Кеплера § 29. Ньютонов закон тяготения § 30. Зависимость веса и ускорения силы тяжести от высоты и географической широты местности § 31. Вычисление массы Солнца, Земли и планет § 32. Потенциальная энергия и потенциал тяготения § 33. Некоторые теоремы о потенциале тяготения § 34. Потенциальная энергия системы частиц ГЛАВА VII. ДИНАМИКА ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ § 35. Момент силы § 36. Кинетическая энергия вращательного движения. Момент инерции § 37. Основное уравнение динамики вращательного движения § 38. Закон сохранения момента количества движения § 39. Проявление поворотных (кориолисовых) сил инерции ГЛАВА VIII. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ УПРУГОСТИ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЕЛ § 40. Упругие свойства тел § 41. Закон Гуна. Энергия деформированного тела § 42. Модуль объемной упругости. Сжимаемость § 43. Модуль Юнга, коэффициент Пуассона, модуль сдвига и соотношение между ними § 44. Характеристика механических свойств твердого тела по диаграмме растяжения. Явление наклепа § 45. Пластичность § 46. Прочность и твердость § 47. Механические свойства важнейших материалов ГЛАВА IX. ОСНОВЫ ГИДРОДИНАМИКИ И АЭРОДИНАМИКИ § 48. Основные понятия и направления гидродинамики § 49. Уравнение Бернулли § 50. Гидравлическая энергия § 51. Вязкость и течение жидкости при трении § 52. Пограничный слой и вихреобразование. Строение турбулентного потока § 53. Сопротивление движению тел в жидкостях и газах § 54. Числа Рейнольдса. Кинематическая вязкость § 55. Аэродинамические силы. Подъемная сила крыла и тяга самолета ГЛАВА X. КОЛЕБАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ § 56. Гармоническое колебание § 57. Энергия и собственная частота гармонических колебаний § 58. Сложение колебаний одинаковой частоты и одинакового направления (интерференция колебаний) § 59. Другие случаи сложения колебаний § 60. Затухающие колебания § 61. Вынужденные колебания. Резонанс § 62. Связанные колебания ГЛАВА XI. УЧЕНИЕ О ВОЛНАХ § 63. Волновой процесс. Уравнение волн. Виды волн § 64. Интерференция волн. Стоячие волны § 65. Фазовая и групповая скорости волн ГЛАВА XII. АКУСТИКА § 66. Звук как физическое явление. Распространение звуковых волн § 67. Интенсивность звука § 68. Частота и состав звуков § 69. Явление Допплера § 70. Звук как психофизиологическое явление. Механизм звукового восприятия § 71. Высота и тембр звука § 72. Ультразвуки ЧАСТЬ ВТОРАЯ. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА § 73. Исторические сведения. Картина молекулярного движения § 74. Статистический метод в физике § 75. Термодинамический метод § 76. Термодинамическая характеристика состояния тел и термодинамические процессы § 77. Уравнение Клапейрона § 78. Внутренняя энергия. Теплота и работа. Уравнение первого начала § 79. Изобарная и изотермическая работа газа § 80. Термохимические уравнения ГЛАВА XIV. ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ § 81. Схематизация явлений («модели» в молекулярной физике) § 82. Максвеллов закон распределения молекулярных скоростей в газе § 83. Основное уравнение кинетической теории газов § 84. Молекулярно-кинетическое понимание абсолютной температуры § 85. Об уточненном (термодинамическом) понимании абсолютной температуры § 86. Тепловое равновесие и распределение энергии по степеням свободы § 87. Максвеллова теория газовых теплоемкостей § 88. Молекулярно-кинетическое пояснение работы расширения газа § 89. Средний свободный пробег газовых молекул ГЛАВА XV. ТЕПЛОПЕРЕДАЧА, ДИФФУЗИЯ И ВЯЗКОСТЬ. ВАКУУМ § 90. Тепловое излучение (законы Стефана и Ньютона) § 91. Теплопроводность (закон Фурье) § 92. Диффузия (закон Фика) § 93. Молекулярная теория теплопроводности газов § 94. Молекулярная теория вязкости газов § 95. Сопоставление явлений диффузии, теплопроводности и вязкости газов § 96. Вакуум. Манометры § 97. Вакуумные насосы ГЛАВА XVI. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ И ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ § 98. Термодинамическое равновесие и e-положение Больцмана § 99. Ограничения, налагаемые вторым началом термодинамики на циклические превращения тепла в работу § 100. Уравнение Пуассона. Адиабатная работа газа § 101. Цикл Карно и теорема о сумме приведенных теплот § 102. Энтропия. Основное уравнение термодинамики § 103. Процессы обратимые и необратимые. Теорема о возрастании энтропии § 104. Статистический смысл энтропии § 105. Теоремы о термодинамическом равновесии. Свободная энергия и термодинамический потенциал § 106. О так называемой «тепловой смерти» мира § 107. Уравнения Гиббса — Гельмгольца и Клапейрона—Клаузиуса ГЛАВА XVII. ФИЗИКА РЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ И ПАРОВ. УРАВНЕНИЕ ВАН-ДЕР-ВАЛЬСА § 108. Пары насыщенные и перегретые. Диаграмма Эндрюса § 109. Конденсация газов § 110. Уравнение Ван-дер-Вальса § 111. Учение о соответственных состояниях § 112. О качественных превращениях при тепловых процессах ГЛАВА XVIII. ФИЗИКА ЖИДКОСТЕЙ § 113. Механические и термодинамические свойства жидкостей § 114. Поверхностное натяжение § 115. Формула Лапласа. Явления капиллярности и смачивания § 116. Поверхностноактивные вещества § 117. Строение жидкостей § 118. Кинетика испарения. Зависимость давления насыщенного пара от кривизны поверхности жидкости. Формула Томсона — Шиллера § 119. Понижение давления пара над раствором и повышение температуры кипения растворов. Законы Рауля § 120. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа § 121. Электролитическая диссоциация. Закон Оствальда § 122. Абсорбция. Закон Генри § 123. О столкновении противоположных процессов в молекулярно-тепловых явлениях ГЛАВА XIX. ФИЗИКА ТВЕРДЫХ ТЕЛ § 124. Строение кристаллов § 125. Понятие о кристаллохимии § 126. Форма и рост кристаллов § 127. Теплоемкость твердых тел § 128. Сублимация твердых тел. Тройная точка § 129. Кристаллизация растворов. Диаграмма плавкости § 130. Силы связи в кристаллах § 131. Адсорбция ГЛАВА XX. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ДВИГАТЕЛЯХ И СВЕРХЗВУКОВОЕ ДВИЖЕНИЕ § 132. Основное уравнение газодинамики. Адиабатный теплоперепад § 133. Адиабатное течение газа § 134. Ударные волны и скачки уплотнения. Адиабата Гюгонио § 135. Процессы в двигателях внутреннего сгорания § 136. Процессы в паровых машинах и паровых турбинах § 137. Реактивные двигатели

Термодинамическая работа. Работа газа | Физика. Закон, формула, лекция, шпаргалка, шпора, доклад, ГДЗ, решебник, конспект, кратко

Загрузка…

В механике работа, которая выполняет­ся силой F, равна произведению значения этой силы на перемещение x и на косинус угла между ними: A = Fx cos α.

Вычисление выполненной работы в тер­модинамике связывают с макропараметрами системы. Рассмотрим газ, находящийся в ци­линдре под поршнем площадью S (рис. 2.1, а).

Пусть на газ действует поршень, при­нуждая его сжиматься. Под действием силы F̅ поршень смещается вниз на высоту Δh = h₂ — h₁ (рис. 2.1, б), выполняя работу A = FΔh (направление действия силы совпа­дает с направлением перемещения, поэтому cos α = 1). Если перемещение поршня незна­чительное, то давление газа можно считать постоянным (p = const). Поршень будет дви­гаться до тех пор, пока не уравновесятся силы F̅ и F̅’, то есть согласно третьему закону Ньютона сила F по модулю должна равняться силе давления газа F’. Приняв во внимание, что F = pS, a SΔh = ΔV, получим:

A = pS(h₂ — h₁) = pAV.

Поскольку V₂ < V₁, следовательно, ΔV < 0, то работа внешних сил над газом будет равна:

A = —pΔV.

Рис. 2.1, а. Работа газа при уменьшении объема

Рис. 2.1, б. Работа газа при увеличении объема

Если под действием силы давления F’ газ расширяется (рис. 2.1, б), то есть сам выполняет работу A’ = pS(h₂ — h₁), то ее значение также равно pΔV. Вместе с тем в данном случае выполненная газом работа положительная, поскольку V₂ > V₁ и ΔV > 0:

Загрузка…

A’ = pΔV.

Работу газа можно вычислить по графику термодинамического процесса. Так, для изо­барного процесса (рис. 2.2) работа газа A’ = pΔV равна площади прямоугольника, ограниченного изобарой и осью ординат V, а также прямыми, отвечающими значениям объемов V₁ и V₂.

Для произвольных процессов на коор­динатной плоскости pV работу графически вычисляют таким же способом — находят площадь фигуры, ограниченную графиком процесса (изотермой), осью V и линиями, фиксирующими изменение объема. Напри­мер, для изотермического процесса, в ко­тором давление изменяется обратно про­порционально объему (рис. 2.3), площадь фигуры ABCD делят на небольшие участки и вычисляют площадь каждого из них. По­том складывают полученные результаты и оп­ределяют общую работу газа: A = A₁ + A₂ + …

При незначительных изменениях объема или постоянном давлении формулы работы A = —pΔV и A’ = pΔV справедливы не только для га­зов, но и для других термодинамических систем. Поскольку изменение объема при постоянном давлении сопровождается изме­нением температуры тела, то можно сделать вывод, что

выполнение работы в термодина­мике вызывает изменение состояния тела, так как изменяются его температура T и объем V. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Рис. 2.2. Графическое вычисление ра­боты газа для изобарного процесса

Рис. 2.3. Графическое вычисление ра­боты газа для изотермического процес­са

На этой странице материал по темам:

Вопросы по этому материалу:

• Как определяют работу в механике?

• Почему работа газа и работа внешних сил над газом отличаются знаками?

• Как можно вычислить работу по графику термодинамического процесса?

Материал с сайта http://WorldOfSchool.ru

Рассчитайте работу системы давление-объем при расширении газа с 1 литра до 2 литров при постоянном внешнем давлении 10 атмосфер.

Выразите ответ в калориях и джоулях.

Ответ

Проверено

291,3 тыс.+ просмотров

Подсказка : Давление – Объем выполненной работы происходит при изменении объема газа или системы. Работа, совершаемая системой, — это энергия, передаваемая от нее к окружающей среде. Выразите эту работу в джоулях и калориях, -${{P}_{external}}$$\times $$\vartriangle V$.

Полный пошаговый ответ:
Если газ нагревается, молекулы газа получают энергию. Увеличение средней кинетической энергии молекул газа можно наблюдать, измеряя, как увеличилась температура частиц газа. Молекулы газа чаще сталкиваются с поршнем из-за быстрого движения частиц газа. Эти частые столкновения передают энергию поршню и позволяют ему двигаться против внешнего давления, тем самым увеличивая полезный объем газа.
Работа, совершаемая газом, заключается именно в расширении и сжатии газа. Работу, совершаемую газами, иногда называют работой давление-объем или PV .
Чтобы вычислить, какую работу совершает (или совершил) газ при постоянном внешнем давлении, мы должны использовать уравнение:
РАБОТА = (w) = -${{P}_{внешнее}}$ $\times $$\vartriangle V$, где внешнее давление обозначается через ${{P}_{внешнее}}$. Внешнее давление противодействует давлению газа в системе. ∆V — изменение объема газа, которое рассчитывается как ${{V}_{final}}-{{V}_{\operatorname{in}initial}}$.
Знаковое соглашение о работе :
Когда система воздействует на окружающую среду, говорят, что произошла отрицательная работа.
Когда газ совершает работу, объем частиц газа уменьшается ($\vartriangle V$<0). Произведенная работа положительна.
Когда газ совершает работу, объем частиц газа увеличивается ($\vartriangle V$>0). Произведенная работа отрицательна.
Преобразование единиц:
Работа измеряется в ДЖОУЛЯХ.
Работа давление-объем выражается в л-атм, которые должны быть преобразованы в джоули с использованием коэффициента пересчета 101,325 Дж/1 л-атм
Для преобразования джоулей в калории коэффициент преобразования составляет 0,239 кал/1 Дж.
Рассчитайте работу давления-объема, выполненную газом:
Дано: ${{P}_{внешнее}}$= 10 атмосфер ${{V}_{исходное}}$= 1 литр ${{V}_{ final}}$ = 2 литра
Используйте формулу, чтобы вычислить работу, выполненную газом:
WORK= (w) = -${{P}_{external}}$$\times $$\vartriangle V$
Подставьте значения как ${{V}_{final}}-{{V}_{\operatorname{in}initial}}$
Чистая формула:
 = -${{P}_{external}}$$ \times $(${{V}_{final}}-{{V}_{\operatorname{in}initial}}$)
Замените значения ${{P}_{external}}$,${{V}_{initial}}$, ${{V}_{final}}$ на 10 атмосфер, 1 литр и 2 литра.
Совершенная работа равна
= – (10 атм)$\times $(2 литра – 1 литр)
= – (10 атм)$\times $(1 литр)
= – (10 литров-атм)
Перевести литры атм в джоули с использованием коэффициента преобразования:
1 л-атм имеет 101,325 Дж, поэтому -10 л-атм имеет (-10)$\times $(101,325Дж) равно (-1013,25 Дж. )
Чтобы преобразовать джоули в калорий умножьте джоуль на коэффициент 0,239 (0,239) $\times $(-1013,25) равно – 242,16 калорий.

Ответ на вопрос: -1013,25 Дж и -242,16 калорий.

Примечание :
(i) При подсчете выполненной работы соблюдайте правила знаков. Так как условность знаков у газа и на газе разная.
(ii) Не забудьте преобразовать, чтобы использовать коэффициент преобразования для требуемых единиц, как указано в вопросе.

Дата последнего обновления: 21 апреля 2023 г.

•

Всего просмотров: 291.3k

•

Просмотров сегодня: 4.74k

Недавно обновленные страницы

В Индии по случаю бракосочетания фейерверк класс 12 химия JEE_Main

Mg может быть Ser и Mg Ba могут быть Ser и Mg Ba щелочноземельные металлы химический состав 12 класса JEE_Main

Что из следующего имеет самый высокий электродный потенциал Химический класс 12 JEE_Main

Что из следующего является истинным пероксидом A rmSrmOrm2 химический класс 12 JEE_Main

Какой элемент обладает наибольшим атомным радиусом А 11 класс химии JEE_Main

Фосфин получают из следующей руды Кальций 12 класс химии JEE_Main

В Индии по случаю бракосочетания фейерверки 12 класса химии JEE_Main

Щелочноземельные металлы Ba Sr Ca и Mg могут быть расположены химический класс 12 JEE_Main

Что из следующего имеет самый высокий электродный потенциал химический класс 12 JEE_Main

Что из следующего является истинным пероксидом A rmSrmOrm2 химический класс 12 JEE_Main

Какой элемент обладает наибольшим атомным радиусом? Химический класс 11 JEE_Main

Фосфин получают из следующей руды. Химический класс кальция 12 JEE_Main

Актуальные сомнения

Закон идеального газа | Определение, формула и факты

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
• #WTFact Videos
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 Women
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.