تقريبا أي حراريتكمن الآلة في ظاهرة ديناميكية حرارية مثل الشغل الذي يقوم به الغاز أثناء التمدد أو الانكماش. يجدر بنا أن نتذكر هنا أنه في الفيزياء ، يُفهم العمل على أنه مقياس كمي يميز تأثير قوة معينة على الجسم. وفقًا لهذا ، فإن عمل الغاز ، الذي يعد شرطًا ضروريًا لتحقيقه هو تغيير حجمه ، ليس أكثر من ناتج الضغط عن طريق هذا التغيير في الحجم.
يمكن أن يرتدي عمل الغاز عندما يتغير حجمهعلى حد سواء متساوي الضغط ومتساوي الحرارة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تكون عملية التوسع نفسها عشوائية. يمكن العثور على عمل الغاز الذي يحدث أثناء التمدد متساوي الضغط باستخدام الصيغة التالية:
أ = pΔV ،
حيث p هي خاصية كمية لضغط الغاز ، و V هو الفرق بين الحجم الأولي والحجم النهائي.
عملية التوسع التعسفي للغاز في الفيزياءعادة ما يتم تمثيله كسلسلة من عمليات متساوية الضغط ومتساوية الضغط. يتميز الأخير بحقيقة أن عمل الغاز ، وكذلك مؤشراته الكمية ، يساوي الصفر ، لأن حركة المكبس في الأسطوانة لا تحدث. في ظل هذه الظروف ، اتضح أن عمل الغاز في عملية تعسفية سيتغير بالتناسب المباشر مع الزيادة في حجم الوعاء الذي يتحرك فيه المكبس.
إذا قارنا العمل المنجز بواسطة الغاز فيالتمدد والانكماش ، يمكن ملاحظة أنه أثناء التمدد ، يتزامن اتجاه ناقل إزاحة المكبس مع متجه قوة الضغط لهذا الغاز نفسه ، وبالتالي ، من الناحية العددية ، يكون عمل الغاز موجبًا ، وتكون القوى الخارجية سالبة. عند ضغط الغاز ، يتزامن متجه القوى الخارجية مع الاتجاه العام لحركة الأسطوانة ، وبالتالي يكون عملهم موجبًا ، ويكون عمل الغاز سالبًا.
النظر في مفهوم "العمل المنجز بالغاز"سيكون غير مكتمل إذا لم تتأثر العمليات الثابتة الحرارة أيضًا. في الديناميكا الحرارية ، تُفهم هذه الظاهرة على أنها عملية لا يوجد فيها تبادل حراري مع أي أجسام خارجية.
الأكثر شيوعًا في الحياة اليوميةيمكن اعتبار تشغيل المكبس في محرك الاحتراق الداخلي عملية ثابتة الحرارة. جوهر هذه العملية هو كما يلي: كما هو معروف من القانون الأول للديناميكا الحرارية ، فإن التغيير في الطاقة الداخلية للغاز سيكون مساويًا كميًا لعمل القوى الموجهة من الخارج. هذا العمل موجب في اتجاهه ، وبالتالي ستزداد الطاقة الداخلية للغاز ، وترتفع درجة حرارته. في ظل هذه الظروف الأولية ، من الواضح أنه أثناء التمدد الحراري ، سيحدث عمل الغاز بسبب انخفاض طاقته الداخلية ؛ وبالتالي ، ستنخفض درجة الحرارة في هذه العملية.
