Praca gazu

Praca to ta część energii mechanicznej, która zostaje zamieniona na energię wewnętrzną lub powstaje z energii wewnętrznej.
Praca tym różni się od ciepła, że można ją najczęściej zobaczyć gołym okiem – związana jest z nią siła i ruch (np. przesunięcie tłoka).


Gaz pod ciśnieniem p znajduje się w cylindrze zamkniętym tłokiem o powierzchni S. Aby układ pozostawał w równowadze, należy na tłok działać z zewnątrz siłą:

F= pS.

równą parciu gazu. Jeśli gaz rozpręży się przesuwając tłok o odcinek dx (tak mały, aby można było uważać, że ciśnienie jest stałe), to wykona pracę:

dW= Fdx= pSdx= pdV.

Można znaleźć wyrażenia na pracę gazu przy rozprężaniu izobarycznym i izotermicznym.

W przypadku przemiany izochorycznej praca nie jest wykonywana, ponieważ zgodnie z założeniem, nie zachodzą zmiany objętości gazu:

dW= pdV= 0.

 W stałej objętości gaz nie wykonuje więc pracy.

Jednostką pracy jest 1J.


Termodynamika. Ireneusz OwczarekJeśli praca jest dodatnia (W > 0), to czynnik roboczy wykonuje pracę. Energia jest przekazywana otoczeniu i praca wykonana jest kosztem energii wewnętrznej czynnika roboczego.
Ujemna praca W < 0 oznacza, że energia jest dostarczona z otoczenia do czynnika roboczego, które wykonuje pracę nad układem.

Zacieniowany obszar na wykresie oznacza pracę W, którą wykonuje układ, przechodząc od stanu początkowego P do stanu końcowego K.
Praca jest dodatnia.
Praca wykonana przez gaz może zostać obliczona, jeżeli znana jest postać krzywej PK oraz wartości objętości początkowej i końcowej.


Praca i ciepło są wielkościami zależącymi od sposobu, w jaki dokonuje się przemiana.

 Ireneusz Owczarek  ©  2011 - 2013