Главная > Физика > Общий курс физики. Молекулярная физика
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

§ 28. Изменение состояния при изменении объема газа

Из уравнения закона сохранения энергии (24.4)

видно, что подводимая к газу теплота может вызывать изменения температуры газа и изменение его объема . В предыдущих параграфах мы рассмотрели с энергетической точки зрения процесс изменения температуры газа. Теперь обратимся к вопросу о расширении и сжатии идеального газа, т. е. к вопросу об изменении его состояния при изменении объема.

Было показано, что количество теплоты, необходимое для изменения температуры газа, зависит от условий, в которых это изменение происходит, от того, сохраняется ли при нагревании газа неизменным его объем или давление, т. е. является ли изменение температуры изохорическим или изобарическим.

Сжатие и расширение газа тоже может происходить в различных условиях, и от условий опыта зависит энергетический результат процесса, т. е. совершаемая при этом работа (ведь изменение объема газа связано именно с работой).

Сжатие и расширение газа можно произвести так, чтобы его температура оставалась постоянной. Такой процесс называется изотермическим. Его можно осуществить, поместив газ в сосуд, снабженный поршнем, причем температура сосуда поддерживается постоянной. Для этого его помещают в термостат—аппарат, снабженный каким-нибудь источником энергии (электрической печью, горелкой и т. д.). При хорошем контакте газа со средой

термостата можно добиться того, чтобы при выделении энергии газом количество тепла, подводимого от источника, уменьшалось, а при поглощении газом энергии оно увеличивалось и тем самым обеспечивалось постоянство температуры. Специальное устройство — терморегулятор — автоматически поддерживает температуру в термостате постоянной.

Если в этих условиях перемещать с помощью внешней силы поршень вниз (см. рис. 31), газ будет сжиматься, а внешняя сила — совершать работу. Наоборот, при расширении положительная работа совершается силой, с которой газ давит на поршень.

Изменение объема можно также произвести в условиях, когда к газу не подводится и от него не отводится теплота. Такой процесс называется адиабатным. В отличие от изотермического процесса, требующего хорошего контакта со средой термостата, адиабатный процесс, напротив, требует тщательной тепловой изоляции газа от окружающей среды.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление