ГЛАВА 20. ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ ГАЗА. ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ В ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССАХ. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
Постоянство внутренней энергии воздуха в комнате при нагревании связана с тем, что часть молекул воздуха будет уходить из комнаты при нагревании, и произведение 
при нагревании будет неизменным.
Также независимо от первого закона термодинамики может быть найдена работа газа в том или ином процессе. При этом используются следующие соображения. Пусть в сосуде, закрытом подвижным поршнем находится газ под давлением p. Пусть далее поршень переместился на бесконечно малую величину 
; тогда объем газа изменился на величину 
(S - площадь поршня, «+» - при расширении, «-» - при сжатии). Очевидно, при бесконечно малом перемещении поршня давление газа в сосуде практически не изменяется. Поэтому в таком процессе газ совершает над поршнем следующую работу
где 
- угол между силой, действующей со стороны газа на поршень, и его перемещением (
=1 при расширении газа = -1 - при его сжатии); 
- изменение объема газа. Пусть теперь объем газа изменяется на конечную величину. Поскольку такое изменение объема можно представить как сумму бесконечно малых приращений объема, работа газа равна сумме
Рис.20.2
где 
- давление газа в тот момент, когда изменение его объема равнялось 
. Сумма (20.13) имеет следующий геометрический смысл. Построим для рассматриваемого процесса график зависимости давления
газа от его объема (пример такой зависимости приведен на рис. 20.2). Все величины, входящие в формулу (20.13) для работы газа имеют определенный графический образ на этом графике. Малые приращения объема можно отложить с помощью отрезков на оси объемов (в том масштабе, который принят для этой оси).
