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体积变化期间完成的工作
20.2
考虑一个充气的足球,其体积为 V。作用在球上的压力是大气压。
假设球从悬崖上掉落并被刺破,球内的空气随之释放。在均匀放气的假设下,设其半径减少的距离为 dr。
作用在球上的力的大小取决于大气压强和球的表面积。
因此,环境对球体所做的功等于大气压强、球体表面积及其半径变化量三者乘积的负值。
然而,表面积与 dr 的乘积是球体体积的变化量。
因此,在体积从 V1 到 V2 的有限变化过程中,所做的功可以表示为压力与体积变化乘积的积分。
此处负号表示该功为负功 在系统上 由周围环境. 相反,所做的功 由系统 视为阳性。
在力学中,当作用在物体上的力使物体发生位移时,物体就会做功。 在热力学中,当系统的体积在任何热力学过程中发生变化时,便可以估计系统所做的功。
考虑一种气体,其被限制在一端装有可移动活塞的气缸中。 如果气体从体积V1膨胀到体积V2,它就会对活塞产生一个力,以此活塞移动了距离 dr。
气体对活塞所做的功…