Какова величина работы, выполненной газом при переходе из состояния 1 в состояние 2? Обосновать причину

Содержание: Работа, выполненная газом

Пояснение: В физике понятие работы связано с перемещением объекта под действием силы. В случае газа, работа определяется как произведение изменения объема на давление, которое привело к этому изменению объема. Работа, выполненная газом при переходе из состояния 1 в состояние 2, может быть вычислена с использованием формулы работы:

\[ W = P \Delta V \]

где:
W - величина работы,
P - давление газа,
ΔV - изменение объема газа.

Обоснование: При переходе газа из одного состояния в другое происходят изменения его объема и давления. Газ совершает работу при протекании этого процесса. Если газ расширяется (изменяет свой объем и увеличивает его), он совершает положительную работу. Если газ сжимается (уменьшает свой объем), то работа будет отрицательной.

Дополнительный материал:

Задача: Газ расширяется от начального объема V1 = 2 л до конечного объема V2 = 4 л под давлением P = 3 атмосферы.

Необходимо вычислить величину работы, выполненной газом.

Решение:

Используем формулу работы:
\[ W = P \Delta V \]

Где:
W - искомая величина работы
P = 3 атмосферы - давление газа
ΔV = V2 - V1 = 4 л - 2 л = 2 л - изменение объема газа.

Подставляем значения в формулу:
\[ W = 3 \cdot 2 = 6 \]

Таким образом, величина работы, выполненной газом, равна 6 единиц работа (в данном случае, джоулей).

Совет: Чтобы лучше понять работу, выполненную газом, можно представить ее визуально на графике, где ось абсцисс будет представлять объем, а ось ординат - давление. Положительная работа будет соответствовать площади под графиком расширения газа, а отрицательная работа - площади под графиком сжатия газа.

Дополнительное упражнение: Газ расширяется от объема 1 л до объема 5 л под давлением 2 атмосферы. Какова величина работы, выполненной газом?