Zoezi la thermodynamiki lililofanyiwa kazi

Mbanano chini ya shinikizo la nje lisilobadilika

Zoezi 8 · Somo 4 — Kanuni ya Kwanza ya Thermodynamiki

Swali

Gesi inabanwa kutoka ujazo $V_A$ hadi ujazo $V_B<V_A$ chini ya shinikizo la nje lisilobadilika $P_0$ .

Kokotoa kazi inayopokelewa na gesi.
Gesi inarudi kutoka $V_B$ hadi $V_A$ dhidi ya shinikizo lilelile la nje $P_0$ . Kokotoa kazi inayopokelewa na uilinganishe na kazi ya mbanano.
Rudia upanuzi kutoka $V_B$ hadi $V_A$ wakati gesi inapanuka kwenye ombwe. Fasiri ishara zote tatu zilizopatikana.

Kidokezo

Tumia

W=-\int P_{\mathrm{ext}}\,\mathrm{d}V

. Lazima tukokotoe integrali ya shinikizo la nje, hata wakati mabadiliko si ya nusu-tuli.

Suluhisho

Swali la 1. Shinikizo la nje ni thabiti, kwa hiyo

W_{A\to B}=-P_0(V_B-V_A)=P_0(V_A-V_B)>0.

Gesi inapokea kazi wakati wa mbanano.

Swali la 2. Kwa njia ya kurudi,

W_{B\to A}=-P_0(V_A-V_B)<0.

Kazi hizi mbili zina ishara kinyume kwa sababu mabadiliko yanafanywa dhidi ya shinikizo lilelile la nje lisilobadilika.

Swali la 3. Kwenye ombwe, $P_{\mathrm{ext}}=0$ , kwa hiyo

W_{B\to A}^{\mathrm{vide}}=0.

Kwa hiyo upanuzi haumaanishi kazi hasi moja kwa moja: lazima nguvu ya nje isukumwe kweli.