ФИЗИКА. РАБОЧИЙ ЛИСТ 1. Работа в термодинамике Работа, совершаемая идеальным газом при его расширении при постоянном давлении р: А = р∆V, где ∆V – изменение объема газа. График этого процесса в координатных осях p, V изображен на рисунке отрезком АВ, параллельным оси абсцисс. Из формулы следует, что работа при изобарном расширении численно равна площади фигуры, закрашенной на рисунке. При изменении объема газа часто изменяется и его давление. Как в этом случае найти работу? Для вычисления работы можно воспользоваться графическим методом. Допустим, что газ расширяется и при этом его давление уменьшается так, как показано на рисунке. Для определения работы газа необходимо определить площадь фигуры под графиком. Разобьем площадь фигуры на несколько прямоугольников так, чтобы изменение объема ΔV было незначительно. Посчитав площадь каждого прямоугольника, определяем работу как сумму этих площадей. В общем случае работа газа численно равна площади фигуры, ограниченной графиком зависимости p(V), отрезком (V1, V2) оси 0V. Если газ сжимать вдоль той же кривой, то работа газа по-прежнему будет определяться площадью фигуры под кривой, но знак ее будет отрицательным (см. рис.). 2. Работа в циклическом процессе Процессы изменения состояния газа, в результате которых газ возвращается в исходное состояние, называют круговыми или циклическими. При возвращении газа в исходное состояние его давление, объем и температура принимают начальные значения. Как определить работу в этом случае? Рассмотрим диаграмму кругового процесса, представленную на рисунке. Идеальный газ сначала расширяется из состояния В в состояние D через состояние С. При расширении он совершает положительную работу, пропорциональную площади фигуры под кривой BCD. При сжатии газа из состояния D в состояние В через состояние Е совершается положительная работа внешними силами, а работа газа отрицательная. Она пропорциональна площади фигуры DEB. Полная работа газа за цикл равна сумме работ при расширении и сжатии газа. Так как работа газа при сжатии отрицательна, полная работа за цикл будет пропорциональна разности площадей фигур под кривыми BCD и DEB, т.е. пропорциональна площади фигуры BCDEB, ограниченной диаграммой кругового процесса в координатах p, V. При осуществлении кругового процесса в направлении BCDEB полная работа газа за цикл положительна, т.к. при расширении газ совершает большую работу, чем затрачивается на сжатие. Если круговой процесс осуществляется в обратном направлении BEDCB, то работа газа при расширении меньше работы, которую нужно совершить для сжатия газа и возвращения его в исходное состояние. 3. Реши задачи 1 2 3 4 Задачи 1, 2 – уровень А, № 3 – уровень В, № 4 – уровеь С