Каково различие в объеме газа при изотермическом сжатии после адиабатического расширения?

Бася

47

При изотермическом сжатии газа температура газа остается постоянной, в то время как давление увеличивается. Это означает, что работа, совершаемая внешней силой при сжатии газа, преобразуется во внутреннюю энергию газа, не вызывая изменения его температуры.

При адиабатическом расширении теплообмена с окружающей средой не происходит, и газ расширяется без передачи или поглощения тепла. В этом случае, работа совершается за счет внутренней энергии газа, и его температура снижается.

Теперь рассмотрим различие в объеме газа после данных процессов.

Предположим, у нас есть определенное количество газа, которое подвергается адиабатическому расширению. В результате этого расширения температура газа снижается и его давление уменьшается. Затем, если этот газ подвергается изотермическому сжатию, то его давление увеличивается и температура остается постоянной.

Из-за снижения температуры в процессе адиабатического расширения и постоянной температуры при изотермическом сжатии, объем газа после изотермического сжатия будет меньше, чем объем газа до адиабатического расширения.

Вывод: После адиабатического расширения и последующего изотермического сжатия объем газа уменьшится.

Математически из обратной пропорциональности идеального газа можно получить следующую формулу, связывающую исходный и конечный объемы газа \(V_1\) и \(V_2\) до и после вышеуказанных процессов:

\[\frac{{V_2}}{{V_1}} = \frac{{P_1}}{{P_2}}\]

где \(P_1\) и \(P_2\) - начальное и конечное давление газа соответственно.

Таким образом, мы можем измерить изменение объема газа при изотермическом сжатии с использованием данной формулы и известных значений давления в начале и в конце процесса.