Номер 6, страница 57, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Молекулярная физика и термодинамика. Глава VI. Термодинамика. Параграф 31. Первый закон термодинамики - номер 6, страница 57.

Условие.

°6. Какой знак имеет работа газа: при изотермическом расширении; при изотермическом сжатии?

Решение 2.

Решение

Работа, совершаемая газом ($\text{A}$), вычисляется по формуле: $A = \int_{V_1}^{V_2} p \, dV$, где $\text{p}$ — давление газа, а $V_1$ и $V_2$ — его начальный и конечный объемы соответственно.

Давление $\text{p}$ является величиной всегда положительной, поэтому знак работы газа определяется направлением изменения его объема, то есть знаком разности $\Delta V = V_2 - V_1$.

при изотермическом расширении

При расширении объем газа увеличивается, то есть его конечный объем $V_2$ больше начального $V_1$. Таким образом, изменение объема $\Delta V = V_2 - V_1 > 0$. Когда газ расширяется, он совершает работу над внешними телами (например, толкая поршень). По определению, работа, совершаемая системой (газом), в этом случае положительна.

Ответ: работа газа положительна ($A > 0$).

при изотермическом сжатии

При сжатии объем газа уменьшается, то есть его конечный объем $V_2$ меньше начального $V_1$. Таким образом, изменение объема $\Delta V = V_2 - V_1 < 0$. Когда газ сжимают, внешние силы совершают работу над газом. Работа, совершаемая самим газом, при этом отрицательна.

Ответ: работа газа отрицательна ($A < 0$).