Question

Из первоначального равновесного состояния с объемом 1 идеальный газ может расшириться в равновесное состояние с объемом 2 тремя вариантами процессов: 1) изотермически, 2) изобарически, 3) адиабатно. В каком из перечисленных случаев работа, совершаемая газом, наибольшая по величине, а в котором - наименьшая

Answer 1

Ответ

Привет, Ваня. При изотермическом расширении будет работа, совершаемая газом,  наибольшая, так как при изотермическом расширении температура газа постоянна, а работа газа равна произведению давления на объем, а наименьшая будет при изобарном процессе, так как по формуле работы газа при изобарном процессе давление станет равным нулю следовательно и работа будет наименьшая, а при адиабатном процессе работа внешних сил равна внутренней энергии. И если нарисовать адиабатный процесс на графике PV, то при увеличении давления видно что адиабатный процесс переходит к более низко расположенным изотермам, а значит производит меньшую работу, чем изотермический процесс, стартующая из той же точки.

Объяснение:

Answer 2

Из перечисленных вариантов процессов (изотермический, изобарический и адиабатический), наибольшую работу совершает газ в процессе изотермического расширения, а наименьшую работу совершает в процессе адиабатического расширения.

В изотермическом процессе газ расширяется при постоянной температуре. В этом случае работа, совершаемая газом, наибольшая по величине. Это объясняется тем, что в изотермическом процессе газу необходимо поглощать тепло из внешней среды, чтобы поддерживать постоянную температуру. При расширении газа газовые молекулы совершают работу против внешнего давления, и эта работа компенсируется поглощением тепла из окружающей среды.

В адиабатическом процессе газ расширяется без теплообмена с окружающей средой. В этом случае работа, совершаемая газом, наименьшая по величине. В отсутствие теплообмена газ не получает энергию от окружающей среды и не совершает работу против внешнего давления в такой же степени, как в изотермическом процессе.

Таким образом, в изотермическом процессе работа, совершаемая газом, наибольшая по величине, а в адиабатическом процессе - наименьшая. Это объясняется различием в теплообмене с окружающей средой в этих процессах.