Работа, совершаемая при изотермическом расширении газа

Тепло, полученное от нагревателя Q₁, идет на изотермическое расширение газа, совершая при этом работу А₁:

Из представленного выражения видно, что в процессе при постоянной температуре давление газа изменяется обратно пропорционально изменению объёма.

Нетрудно вычислить работу при изотермическом расширении идеального газа. Пусть исходное состояние газа имеет координаты . Тогда из уравнения изотермы следует, что

Подставляя последнее соотношение в определение работы , получим

Адиабатическое расширение идеального газа.

Адиабатический процесс - это такое изменение состояний газа, при котором он не отдает и не поглощает извне теплоты. Следовательно, адиабатический процесс характеризуется отсутствием теплообмена газа с окружающей средой. Адиабатическими можно считать быстро протекающие процессы. Так как передачи теплоты при адиабатическом процессе не происходит, то и уравнение I начала термодинамики принимает вид:

При адиабатическом расширении температура газа уменьшается, поэтому давление газа падает быстрее, чем при изотермическом расширении.

γln(V)+ln(p) = ln(k)

Работа, совершаемая при адиабатическом расширении идеального газа.

Из первого начала термодинамики для адиабатического процесса следует, что .

Если газ адиабатически расширяется от объема V ₁ до объема V ₂, то его температура уменьшается от T ₁до T ₂ и работа расширения идеального газа:

.

Используя уравнение адиабатического процесса в переменных V и Т, то есть полученное выражение для работы А при адиабатическом расширении газа можно преобразовать к иному виду, отражающему адиабатическое изменение объема газа от величины V ₁ до величины V ₂ :