気体の仕事について質問です。

質問

高校物理の気体の仕事について質問なんですけど、

周りに物理のことを聞ける人がいないので困ってます＞＜

圧力(P)一定のもと
気体がされるしごとは W= -P⊿V で－の値で

熱力学第一法則　⊿U=Q＋W の　Ｗ　はされる仕事が＋の値を

用いるんですか？

回答No.1

noname#185706 · ベストアンサー

>気体がされるしごとは W= -P⊿V で－の値で

仕事をされる場合には ΔV<0 ですから、W=-PΔV>0 です。

>熱力学第一法則　⊿U=Q＋W の　Ｗ　はされる仕事が＋の値を用いるんですか？

そのとうりです。正の W （される仕事）は内部エネルギーを増加する（ΔU>0 の）方向に働きます。

回答No.2

BookerL

＞熱力学第一法則　⊿U=Q＋W の　Ｗ　はされる仕事が＋の値を
＞
＞用いるんですか？

　符号の書き方は、人によって違うことがあります。　ΔＵ＝Ｑ－Ｗ　と書いてある場合もあったりします。それは、Ｗ の意味が違うからです。この場合は「気体が外部に対してする仕事」をＷとしています。

　質問者の書いておられる　ΔＵ＝Ｑ＋Ｗ　という式では、Ｗは「気体が外部からされる仕事」を表します。そして、一定の圧力 Ｐ のもとで気体の体積変化が ΔＶ であれば、気体の「される」仕事は、質問文にあるとおり　W= －P⊿V　ですから、

　ΔＵ＝Ｑ－P⊿V　

となります。

　符号の＋－だけを覚えようとしても混乱することがあります。要するに熱力学第一法則はエネルギー保存の法則ですから、その意味から考えれば混乱しなくなります。

　ΔＵ は、気体の持つエネルギーの変化です。ΔＶが正だと気体は膨張したわけで、外部に仕事をします。仕事をするというのはエネルギーを与えることですから、与えたエネルギーの分だけ気体の持つエネルギーが減ります。
　というわけで、「外部にした仕事の分だけ気体の内部エネルギーが減る」という関係になり、そういう意味の式を書けばいいわけです。