25 ** 圧力 P, 体積Vのnモルの単原子気体を断熱的に微小変化させたら体積
は V + AV となった (VIVI) 気体がした仕事はいくらか。 また、温度変
化 ⊿T と圧力変化 4P はいくらか。 気体定数をR とし, PV'=一定は用いず、
微小量どうしの積の項は無視して答えよ。
25 微小変化だから, 気体がした仕事は
PAV
Q= 0 だから, 第1法則は 4U = 0+W
よって
12/23nRAT=-PAV
4T=-
断熱膨張 (⊿V> 0) の場合には,確か
に温度降下 (4T < 0) になっている。
あとの状態の状態方程式は
(P+ 4P) (V+4V)=nR(T+4T)
PV + PAV + 4P・V + 4P・AV
圧力が変わっ
2P
3nR
=nRT+nRAT
4P 4V の項を無視し, はじめの状態方
程式 PV=nRT を用いると
PAV+VAP=nRAT=-12/2PAV
4P=-
このように,
-4V
SPAV
P
ているのに,
はじめに仕事
をPAVと定
圧の式を用い
たことに違和
感をもつ人も
いるだろう。 より正確には図の台形部分
(斜線部) の面積を計算すればよい。
(P+AP)+PxAV
W'=
2
P+ 4P
V V+4V
微小変化だから
直線で近似
= PAV+AP AV PAV
断熱の条件は用いていないから, 一般
に微小変化は近似式としては)W'=