6章:仕事エネルギーとpv線図
作成2012.06.20
- 仕事エネルギー
「dl=pdv」の関係式は(4.1)式の誘導の過程で証明無しに使用してしまいました。
図6-1に膨張の仕事の説明図を示します。図6-1においてピストンの断面積をF、圧力をp、変位をds、増加体積dVとしたとき、この時の微小仕事dLは
が成立します。(6.1)式を質量Gで割って
となります。比容積がv1からv2に変化し、圧力pがvとTの関数で与えれるときの仕事lは
として求めることができます。
- pv線図
pv線図とは横軸に比容積v、縦軸に圧力pをとったグラフのことです。
図6-2は気体の比容積がv1からv2に膨張した時のpv線図を示します。気体は膨張するに従い圧力が低下します。
圧力pは比容積vと温度Tの関数として与えられます。
気体が比容積v1からv2に膨張した時の仕事エネルギーは図6-2の斜線の面積と一致します。
図6-2からわかるように、仕事エネルギーは比容積v1からv2に膨張した時の経路により値が変化します。
これに対して、温度T、内部エネルギーu、エンタルピiは経路に無関係に特定の値となります。
pv線図は仕事エネルギーを検討するのに有効なグラフです。
7章:等容過程に行く。
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