„Termodinamikai munka” változatai közötti eltérés

A [[Termodinamika I. főtétele|termodinamika I. főtételében]] szereplő munka fogalma alatt különböző fizika jellegű munkákat értünk, mint pl. az elektromos munka, a felületnöveléssel, az elegyítéssel járó munka stb. Ezek közé tartozik a térfogati munka is, amely nem csak fizikai változások esetén, hanem a gyakran kémiai reakció lejátszódásakor is szükségszerűen fellép. Ha egy rendszerben – amelyben p nyomás uralkodik – bármilyen halmazállapotú anyagnak megnő a térfogata, a nyomás ellenében munkát kell végezni, vagy ha csökken a térfogata, akkor a külső nyomás végez munkát. Ezt a munkát nevezzük '''térfogati munkának'''.

 

 

A munka az erőnek (''F'') és az erő irányába eső elmozdulásnak (d''s'') a szorzata. Egy dugattyúval elzárt, ''V'' térfogatú tökéletes gáz térfogatváltozása során fellépő térfogati munka értelmezését mutatja a jobb oldali ábra. Az ''A'' felületű dugattyúra ''p'' külső [[nyomás]] hat, aminek hatására a dugattyú d''s'' távolságra elmozdul, és ez d''V'' = ''A''d''s'' térfogatváltozást okoz.

''T'' = állandó, ezért d''T'' = 0 .

 

 

Ha a hőmérséklet állandó, a [[belső energia]] is állandó, vagyis d''U'' = 0, az I. főtétel alapján a rendszerrel közölt, vagy a rendszer által leadott hőmennyiség teljes mennyisége térfogat-növekedésre fordítódik, vagy a térfogatcsökkenésből származik, vagyis:

:<math>\mathrm dU = -p\mathrm dV = C_V\mathrm dT \ .</math>

 

 

Véges változás esetén 1 mol tökéletes gáz adiabatikus térfogati munkája:

== Politróp állapotváltozás ==

 

 

Adiabatikus folyamatot szigorúan véve a gyakorlatban nem lehet megvalósítani, mert a rendszer tökéletesen nem szigetelhető el a környezetétől. Úgyszintén nem létezik tökéletesen izoterm folyamat sem. A gyakorlatban végbemenő folyamatot '''politrópnak''' nevezzük és a két állapotváltozás „között” zajlik, ennek megfelelően a '''politrópa egyenlete''':

==Izochor állapotváltozás==

 

 

'''Izochor állapotváltozás''' során a rendszer térfogata álandó: d''V'' = 0 , vagyis:

==Izobár állapotváltozás==