Геометрическое истолкование работы

Работе газа А' для случая постоянного давления можно дать простое геометрическое истолкование.

Построим график зависимости давления газа от объема (рис. 5.3). Здесь площадь прямоугольника abcd, ограниченная графиком р₁ = const, осью V и отрезками аb и cd, равными давлению газа, численно равна работе (5.1.2).

Рис. 5.3

В общем случае при произвольном изменении объема газа давление не остается неизменным. Например, при изотермическом процессе оно убывает обратно пропорционально объему (рис. 5.4). В этом случае для вычисления работы нужно общее изменение объема разделить на малые части, вычислить элементарные (малые) работы, а потом все их сложить. Работа газа по-прежнему будет численно равна площади фигуры, ограниченной графиком зависимости р от V, осью V и отрезками ab и cd, равными давлениям р₁ и р₂ в начальном и конечном состояниях.

Рис. 5.4

Работа внешней силы, изменяющей объем газа на ΔV, равна А = -pΔV. Работа самого газа А' = -А = pΔV, где р — давление газа.