閉じた系の仕事（絶対仕事）
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/10/17 01:58 UTC 版)
「仕事 (熱力学)」の記事における「閉じた系の仕事（絶対仕事）」の解説
図 1 のようなピストン・シリンダー内の一定量の気体が行う仕事を考える。 図 1 閉じた系の仕事 図 2 p-V 線図上の絶対仕事 シリンダーの断面積を S とすると、ピストンに作用する力は pS であり、気体が膨張してピストンが右方向へ微小距離 dx だけ移動したとき、気体がピストンに対して行う仕事は次式で表される： d W = p S × d x = p × d V . {\displaystyle \mathrm {d} W=pS\times \mathrm {d} x=p\times \mathrm {d} V.} dV はこの間の気体の体積増加量である。これを積分すると式(1)となる。図 2 の p-V 線図上に図示すると、状態変化を示す曲線12 の下方の面積 A12BA が絶対仕事を表す。 ただし、上の等式が成立するには、気体がピストンを押す力と外からピストンを支える力とがつりあっていることが必要であり、ピストンの動きが速いために隣接する気体の追従が遅れる場合などでは、この条件が満たされない。式(1)を非可逆変化の場合も含めて一般化すると次式が成り立つ： W ≤ ∫ V 1 V 2 p d V . {\displaystyle W\leq \int _{V_{1}}^{V_{2}}p\mathrm {d} V.}
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