8.3 Arbeid ved ekspansjon og kompresjon av en gass
Intro
Når et gassvolum endres mot et ytre trykk, utføres arbeid. Med W som arbeid på systemet (gassen) er det vanlig å skrive W = −pΔV ved konstant p.
Regel
- Ved konstant p: W = −p(V₂ − V₁) på gassen
- Ekspansjon: ΔV > 0 gir ofte W < 0 på gassen
- p i Pa, V i m³
- Generelt: W = −∫p dV
Eksempel
Gass ekspanderer ved konstant p = 1,0·10⁵ Pa fra V₁ = 1,0·10⁻² m³ til V₂ = 1,3·10⁻² m³. Finn arbeid på gassen W.
- ΔV = V₂ − V₁ = 3,0·10⁻³ m³
- W = −pΔV
- W = −1,0·10⁵ · 3,0·10⁻³
- W = −300 J
Svar: −300 J
Forstå
Arealet under en p(V)-kurve er knyttet til størrelsen på arbeid. Ved kompresjon (ΔV < 0) blir W positivt — omgivelsene gjør arbeid på gassen.
Vanlig feil
Å bruke volum i dm³ direkte som m³ uten å multiplisere med 10⁻³.
Øv selv
Lett: Ved konstant trykk, hva er enhet på pΔV?
Minioppsummering
- W = −pΔV ved konstant p.
- SI: Pa og m³.
- Ekspansjon: negativt W på gassen.
W = −pΔV
Konstant p: rektangel i p-V-diagram.
Regel
W = −∫p dV (arbeid på systemet).
Kjerneidé
Ekspansjon (ΔV > 0) gir ofte negativt W på gassen.
Vanlig feil
Å snu fortegn på W sammenlignet med lærebok.