Question

Каковы знаки работы внешних сил при расширении и сжатии газа?

Answer 1

Работа при изотермическом расширении газа. Сравнивая площади фигур под участками изотермы и изобары (рис. 109), можно сделать вывод, что расширение газа от объема V1 до объема V2 при одинаковом начальном значении давления газа сопровождается в случае изобарного расширения совершением большей работы.

Работа при сжатии газа. При расширении газа направление вектора силы давления газа совпадает с направлением вектора перемещения, поэтому работа A', совершенная газом, положительна (A' > 0), а работа А внешних сил отрицательна: A = -A' < 0.

   При сжатии газа направление вектора внешней силы совпадает с направлением перемещения, поэтому работа А внешних сил положительна (A > 0), а работа A', совершенная газом, отрицательна (A' < 0).

Answer 2

При расширении и сжатии газа внешние силы могут иметь различные знаки в зависимости от системы координат и условий задачи. Обычно используется соглашение о знаках следующего вида:

1. Расширение газа: Если газ расширяется, то считается, что работа внешних сил выполняется над газом, и эта работа считается положительной. В этом случае внешние силы совершают работу за счет передачи энергии газу, чтобы расширить его объем.

2. Сжатие газа: Если газ сжимается, то считается, что работа внешних сил выполняется над внешней средой, а не над газом. В этом случае работа внешних сил считается отрицательной, так как энергия передается из газа во внешнюю среду.

Это соглашение о знаках применяется для упрощения вычислений и анализа работы внешних сил при расширении и сжатии газа. Однако, в реальных задачах важно учитывать все факторы и условия системы для более точного определения знака работы внешних сил.