Termodinamica n; 1 - Lucrarea forțelor de presiune și a transferurilor de căldură
Lucrați la forțele de presiune și transferurile de căldură
Fundamental: Lucrul forțelor de presiune
Lucrarea forțelor de presiune: schimb de energie de origine macroscopică, adică lucrarea forțelor definite la scara noastră și care se exercită la suprafață delimitând sistemul.
Considerăm un cilindru închis cu un piston mobil.
Forța de presiune externă este scrisă:
În timpul unei deplasări elementare a pistonului, munca sa merită:
Cu toate acestea, (variația volumului gazului,> 0 pe desen), astfel:
Dacă (volumul scade): lucrarea este pozitivă (gazul primește energie sub formă de muncă).
Dacă (volumul crește): munca este negativă (gazul se extinde și asigură muncă către exterior).
Acest rezultat se generalizează la orice volum (gaz, lichid, solid).
Astfel, lucrarea primită de la forțele presiunilor externe de către un sistem termodinamic care vede că volumul său variază în funcție de dV merită:
Metodă: Caz de transformare reversibilă, interpretare geometrică a operei
În timpul unei transformări reversibile, presiunea externă este constant egală cu presiunea internă, adică cea a sistemului.
Prin urmare, activitatea forțelor de presiune merită:
Notă: dacă volumul rămâne constant, activitatea forțelor de presiune este zero.
Interpretarea geometrică a operei:
Aici și:
gazul primește o muncă negativă (furnizează energie sub formă de muncă către exterior, deoarece se relaxează).
Planul (P, V) se numește plan Clapeyron (coordonatele Clapeyron); atenție, P este pe axa y și V pe axa x !
Lucrarea depinde de calea urmată pentru a trece de la aceeași stare inițială la aceeași stare finală, așa cum se arată în figura următoare:
Zonele delimitate de fiecare dintre cele trei curbe sunt de fiecare dată diferite: în consecință, munca primită de un sistem depinde de calea urmată și nu depinde doar de starea inițială și starea finală.