Работа расширения в разных процессах

[Чебурген]

Работа расширения равна PdV. Почему говорят что в обратимом процессе она максимальная? Ведь например в вакууме газ расширяясь "выложится по полной" (необратимый процесс), т.е. совершит наибольшую работу расширения, чем если бы его принудительно растягивали бы поршнем (обратимый процесс)...

Изменено 9 Марта, 2012 в 17:42 пользователем Чебурген

[Гость Ефим]

Работа расширения равна PdV. Почему говорят что в обратимом процессе она максимальная? Ведь например в вакууме газ расширяясь "выложится по полной", т.е. совершит наибольшую работу расширения, чем если бы его принудительно растягивали бы поршнем (обратимый процесс)...

Расширяясь в вакууме, идеальный газ вообще никакой работы не выполняет. Реальный - выполняет работу против сил притяжения, или отталкивания молекул (эффект Джоуля-Томпсона).

Обратимость процесса подразумевает бесконечную малость градиентов изменяющихся параметров, поэтому при расширении в вакуум и речи быть не может об обратимости.

P*dV - это не работа. Это же дифференциал. Работой будет интеграл этой величины.

[qerik]

При растягивании поршнем невозможно создать такое же давление (вернее его отсутствие), как в абсолютном вакууме.

Поэтому и работа газа будет меньше.

A'=p*ΔV, где p=const, а ΔV - изменение объёма газа.

В вакууме ΔV, можно сказать, стремится к бесконечности.

В поршне бесконечность мы создать ну никак не сможем.

 

Хотя формула работает только для изобарного процесса, что в нашем случае не подходит, но суть заключается в этом.

[Ramus]

При растягивании поршнем невозможно создать такое же давление (вернее его отсутствие), как в абсолютном вакууме.

Поэтому и работа газа будет меньше.

A'=p*ΔV, где p=const, а ΔV - изменение объёма газа.

В вакууме ΔV, можно сказать, стремится к бесконечности.

В поршне бесконечность мы создать ну никак не сможем.

 

Для вычисления работы берется противодействующее давление, а не давление в сосуде с газом. В вакууме p = 0, поэтому и работа равна нулю.

Изменено 9 Марта, 2012 в 18:04 пользователем Ramus

[Чебурген]

Выходит что в любом необратимом процессе работа расширения вообще отсутствует?

[Ramus]

Выходит что в любом необратимом процессе работа расширения вообще отсутствует?

Пусть давление в газе равно 3, а в среде, куда он расширяется необратимо 2, тогда работа буден равна 2*ΔV.

[Чебурген]

Пусть давление в газе равно 3, а в среде, куда он расширяется необратимо 2, тогда работа буден равна 2*ΔV.

Почему 2*ΔV ? Давление системы же будет равно атмосферному в случае эластичных стенок. Ну а если стенки не эластичны то ΔV=0 и работа совершаться не будет...

[Ramus]

Имелось ввиду следующее. Есть цилиндр с поршнем. В нутри цилиндра давление для простоты примем постоянным и равным 3. Давление с наружи цилиндра постоянно и равно 2. Тогда при расширении (движении поршня) работа будет равна 2*ΔV.

Изменено 9 Марта, 2012 в 18:31 пользователем Ramus

[Чебурген]

Тогда при расширении (движении поршня) работа будет равна 2*ΔV.

Изменение обьема можно производить до любого давления под поршнем, вплоть до практически вакуума... Расчет по формуле 2*ΔV подходит только в случае постоянного давления (изобарный процесс) равного 2. В этом же случае давление меняется с 3 и до другого значения

[Ramus]

Изменение обьема можно производить до любого давления под поршнем, вплоть до практически вакуума... Расчет по формуле 2*ΔV подходит только в случае постоянного давления (изобарный процесс) равного 2. В этом же случае давление меняется с 3 и до другого значения

 

Давление с наружи равно 2 и все. Для вычисления работы используем его, так как давление в цилиндре выше чем снаружи. В чем проблема?