20.3
Stellen Sie sich einen Zylinder mit einem idealen Gas des Volumens Vo bei einem Druck von po vor, der mit einem reibungsfreien Kolben ausgestattet ist, der an einer Masse befestigt ist. Der Kolben bleibt stationär, während sich der Druck im Gleichgewicht befindet.
Verringert sich die Masse um die Hälfte, verringert sich der äußere Druck auf den Kolben proportional. Durch den höheren Innendruck des Gases wird der Kolben so lange nach vorne gedrückt, bis ein neues Gleichgewicht erreicht ist.
Das Gasvolumen nimmt zu. Das System erreicht durch die Ausführung von Arbeit einen neuen thermodynamischen Zustand.
Angenommen, der gleiche Endzustand wird erreicht, indem die Masse in zwei Stufen reduziert wird. Zunächst sinkt der Druck auf 0,75 pö, und die geleistete Arbeit wird durch die Fläche unter der zweiten Kurve dargestellt.
Reduziert man die Masse in der zweiten Stufe weiter, so entspricht die vom Gas geleistete Arbeit der Fläche unter der dritten Kurve. Daher ist die Gesamtarbeit, die das Gas im zweiten Prozess leistet, die Summe der Flächen unter den beiden Kurven.
Die Arbeit, die das Gas leistet, ist also für verschiedene Prozesse unterschiedlich und daher eine pfadabhängige Funktion.
Betrachten Sie die beiden thermodynamischen Prozesse, die ein ideales Gas repräsentieren und durch die Wege AC und ABC in Abbildung 1 dargestellt sind…
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