Làm việc trên Gas?

Question

Tôi cực kỳ bối rối về công việc được thực hiện trên một khí đốt Vì vậy, nếu bạn nhìn vào hệ thống trong hình,

Từ những gì tôi đã đọc trực tuyến, công việc ròng thực hiện, tương đương với công việc do các đối tượng thực hiện, bằng với áp suất nhân với sự thay đổi thể tích, $W=p\,\Delta V$.

Nhưng tôi bối rối là làm thế nào điều này có thể là sự thật. Tại sao công tác dụng lên chất khí lại không bằng công tác dụng lên chất khí và khí quyển cũng tác dụng một lực lên chất khí? Không có nghĩa là công việc thực được thực hiện trên chất khí chỉ bằng công việc được thực hiện bởi các đối tượng.

Cảm ơn, tôi hy vọng tôi đã giải thích vấn đề của mình một cách chính xác ở đây.

Answer 1

Bạn có phương trình vi phân.
Phương trình vi phân là TẤT CẢ về các điều kiện ban đầu và MỘT QUÁ TRÌNH.

• Vì vậy, điều kiện ban đầu là gì?

Bạn có một piston với một thể tích khí cho trước.

• Điều gì đang xảy ra sau đó?

Tôi tác dụng một lực bổ sung với một vật thể. (Áp suất khí quyển đã ở đó)

Và nếu bạn muốn biết tác phẩm do khí quyển tạo ra thì sao?

Không vấn đề gì. Bạn phải bắt đầu với một khối lượng rất lớn và bắt đầu thêm lực hấp dẫn. Thực hiện PdV :-)
Hãy làm những gì nó phù hợp nhất với bạn. (Nerd Joke)

Answer 2

Tổng công (và giá trị của nó đối với trường hợp lực không đổi) đối với áp suất $$p=p_\mathrm{force} + p_\mathrm{atm}$$

$$W_\mathrm{tot} = - \int_{V1}^{V2}{p \cdot \mathrm{d}V} $$

được chia sẻ giữa nguồn của lực cơ học rõ ràng tác động lên piston và khí quyển. Bầu không khí sẽ hoạt động

$$W_\mathrm{atm} = - \int_{V1}^{V2}{p_\mathrm{atm} \cdot \mathrm{d}V} $$

và lực tác dụng lên piston

$$W_\mathrm{force} = - \int_{V1}^{V2}{p_\mathrm{force} \cdot \mathrm{d} V} $$

Nếu chúng ta xem xét một trường hợp đơn giản của các lực không đổi, biểu thức rất đơn giản:

$$W_\mathrm{tot} = -p \cdot \Delta V$$

$$W_\mathrm{atm} = -p_\mathrm{atm} \cdot \Delta V$$

$$W_\mathrm{force} = - p_\mathrm{force} \cdot \Delta V = -\frac FA \cdot \Delta V $$

Answer 3

Tại sao công tác dụng lên chất khí lại không bằng công tác dụng lên chất khí và khí quyển cũng tác dụng một lực lên chất khí?

Phân nhịp của bạn không phải là khá chính xác: Các công việc thực hiện trên khí trong xi lanh là tương đương với việc được thực hiện bởi bầu khí quyển (nếu có), cộng với việc được thực hiện bằng cách hạ thấp trọng lượng (nếu có).

Tức là, khí là một phần của hệ thống, và cả trọng lượng và khí quyển đều là một phần của môi trường xung quanh. Công việc được thực hiện trên hệ thống được thực hiện bởi môi trường xung quanh. Do đó công thực hiện đối với khí trong xi lanh là tổng công thực hiện của trọng lượng và khí quyển.

[Như bạn đã viết, không phải là công việc được thực hiện trên cả khí và bầu khí quyển, bởi vì khí là một phần của hệ thống, và bầu khí quyển (như trọng lượng) là một phần của môi trường xung quanh.]

Như vậy:

$$\mathrm{w} = - \int_{V_{i}}^{V_{f}}{p_\text{ ext} \cdot \mathrm{d}V},$$

Ở đâu $$p_\text{ ext} = p_{\text{ from atmosphere}} + p_\text{ due to weights}.$$