Работа расширения и сжатия рабочего тела
Если рабочему телу сообщается тепло, то в общем случае изменяется не только внутренняя энергия, по при расширения рабочего тела совершается и механическая работа.
Для определения работы рабочего тела удобно воспользоваться графическим изображением процессов в координатах р—и. На рис. 1,4 в этой системе координат представлен процесс 12. Выделим участок процесса, в котором происходит бесконечно малое изменение dv удельного объема рабочего тела. Давление на этом участке равно текущей ординате р. Тогда площадь элементарной заштрихованной трапеции df принимаемой ввиду малости dv за прямоугольник, равна pdv,
Произведение pdv имеет размерность работы, производимой 1 кг рабочего тела, Дж/кг. Для наглядности можно представить, что 1 кг рабочего тела при состоянии / (рь щ Т±) расширяется в цилиндре (см. рис. J.4) до состояния 2 (р9) ГД.
Элементарная работа, совершаемая этим килограммом рабочего тела, при перемещении поршня на величину ds получается равной
Сравнивая выражения (1.34) и (1.35), можно установить, что в системе координат р—у площадь, ограниченная кривой процесса, двумя крайними ординатами и отрезком абсциссы между ними, графически выражает работу, совершенную 1 кг рабочего тела (газа) в данном процессе.
При уменьшении объема газа, когда поршень будет двигаться справа налево, получим процесс сжатия газа. Совершаемая при этом работа называется работой сжатия газа. Работу сжатия вычисляют по тем же формулам, что и работу расширения. В этом случае для I будут получаться отрицательные значения; эго будет служить признаком того, что работа совершается внешней средой над газом.
Работа расширения считается положительной, а работа сжатия — отрицательной. В отличие от внутренней энергии работа зависит от характера протекания процесса и не является параметром состояния.
