熱力学 仕事

質問

ピストンにPex外圧がかかっていて、系の圧力がPの時、
系がされる仕事はPexΔVですが、このとき系が周囲にする力の
反作用がする仕事は考えないのでしょうか？

回答No.2

BookerL

「系」というのを、ピストンのついたシリンダーとします。

　まず

＞ピストンにPex外圧がかかっていて、系の圧力がPの時、

　Ｐ≠Ｐex であるような状況を考えておられるのでしょうか。ピストンやシリンダーがある系で仕事のやりとりなどを考えるときは、準静的過程を考えるのが普通で、その場合、Ｐ＝Ｐex として考えると思います。
　（準静的過程でない話だと、私にはむずかしくてわかりません）

　次に、ピストンに外圧Ｐが加わった状態でシリンダーの体積が ΔＶだけ変化するとき、シリンダーにされる仕事は －ＰΔＶ です。

　シリンダーが外部からされる仕事＝－（シリンダーが外部にする仕事）

最後に

＞このとき系が周囲にする力の
＞反作用がする仕事は考えないのでしょうか？

についてですが、力が何から何に働いているかをきちんと区別して考えないと混乱しますよ。

　「系が周囲に及ぼす力の反作用」は「周囲が系に及ぼす力」です。
従って「系が周囲に及ぼす力の反作用のする仕事」は「周囲が系に及ぼす力のする仕事」、すなわち系が外部からされる仕事です。

　で、くり返しになりますが、それらの仕事の間には

　シリンダーが外部からされる仕事＝－（シリンダーが外部にする仕事）

という関係があります。

補足

回答どうもありがとうございます
＞「系が周囲に及ぼす力の反作用」は「周囲が系に及ぼす力」です。
従って「系が周囲に及ぼす力の反作用のする仕事」は「周囲が系に及ぼす力のする仕事」、すなわち系が外部からされる仕事です

このことについてですが、これでは系の圧力と外圧が等しくないときは

シリンダーが外にする仕事≠ーシリンダーが外からされる仕事
となり、作用反作用の法則を満たしていない気がするのですが、
どうなんでしょう？

回答No.1

tono-todo

質問が不正確です。

系？？
反作用？？

ピストンとありますので、シリンダに封入された流体があるとします。

1)外圧のする仕事はPexΔVですが、
これは、流体の内部エネルギーの増加と流体の絶対仕事の増と
ピストンの運動エネルギーに与えられます。
これらが反作用という理解ではまずいでしょうか。

お礼

回答ありがとうございます