„Termodinamikai munka” változatai közötti eltérés

[ellenőrzött változat][ellenőrzött változat]
Tartalom törölve Tartalom hozzáadva
→‎Adiabatikus állapotváltozás: Poisson-egyenletek - új szakaszcím
3. sor:
== A fogalom kifejtése ==
 
Ha egy rendszerben – amelyben ''p'' nyomás uralkodik – bármilyen halmazállapotú anyagnak megnő a térfogata, a nyomás ellenében munkát kell végeznivégeznie, vagy ha csökken a térfogata, akkor a külső nyomás végez munkát. Ezt a munkát nevezzük '''térfogati munkának'''.
 
[[Fájl:Terfmunkaertelm.gif|bélyegkép|jobbra|300px|A térfogati munka értelmezése]]
 
A munka az erőnekelmozdulásnak (d''Fs'') és az erő irányába eső elmozdulásnakerőnek (d''sF'') az elmozdulás irányába eső vetületének 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.
Az állapotváltozás során végzett elemi [[Mechanikai munka|munka]]:
 
:<math>\delta w = F \mathrm ds = pA \mathrm ds = - p \mathrm dV \ .</math>
 
A negatív előjel onnét származik, hogy megállapodás szerint a [[Mechanikai munka|munka]] akkor pozitív, ha a külső [[erő]] végzi a rendszeren a munkát, vagyis ha a térfogat csökken. A δ jel arra utal, hogy a munka nem csak a térfogatváltozás nagyságától függ, hanem a munkavégzés körülményeitől is. Pl.: ugyanakkora Δ''V'' térfogatváltozás esetén más-más nagyságú lesz a munka számszerű értéke, ha a folyamat során, a [[nyomás]] állandó, vagy ha a [[hőmérséklet]] állandó. Ez azt jelenti, hogy a munka nem [[állapotjelző|állapotfüggvény]].
 
A fenti kifejezésből véges változásra vonatkozó térfogati munkát a ''V''<sub>1</sub> kezdeti és a változás végén betöltött ''V''<sub>2</sub> térfogat közötti integrálással számíthatjuk ki:
 
:<math> \Delta w = - \int\limits_{V_1}^{V_2} p\mathrm dV </math>.
 
A számításhoz meg kell adni, hogy milyen feltételek között történik a munkavégzés, azaz milyen az állapotváltozás. Példaként az alábbiakban [[Ideális gáz|tökéletes gázt]] választunk, mert erre egzakt összefüggések ismeretesek.