Genişleme ve Sıkışma işi

Eğer bir yük F kuvvetine karşı dz kadar hareket ettirilecek olursa yapılan iş
dW = - Fdz
olacaktır. Buradaki negatif işareti, dış F kuvvete karşı sistemin iç enerjisinin azaldığını gösterir. Şimdi A yüzey alanına sahip bir pistonun P_dış basınca karşı genişlediğini düşünelim. Piston üzerindeki basınç F = P_dışA kadar olacaktır. Böylece iş için;
dW = - P_dışAdz
yazılabilir. Adz = dV yazılacak olursa, genişleme işi için;
dW = - P_dışdV
ifadesini elde edebiliriz. Eğer hacim V_i hacminden V_s hacmine kadar değişmişse, bu sırada ortaya çıkacak iş büyüklüğü için;

eşitliğini yazabiliriz.

Serbest Genleşme

Bu tür genleşmede bir dış basınç söz konusu değildir (P_dış = 0). Bu nedenle iş büyüklüğü W = 0 dır.

Sabit Dış Basınca Karşı Genleşme

Genişleme sırasında dış basınç değişmeyecak olursa eşitlik

şeklinde yazılır. Genleşme atmosfer basıncına karşı gerçekleşiyorsa veya kimyasal bir reaksiyon atmosferik şartlarda gerçekleşiyorsa ortaya çıkacak iş büyüklüğü bu şekilde hesaplanabilir.

İzotermal Tersinir Genleşme

genleşme olayının çevresindeki sıcaklıkla termal dengede olduğunu düşünelim. ideal bir gaz için hal eşitliği P=nRT/V olacağından izotermal ve tersinir bir süreç için;

eşitliğini yazabiliriz. (Örnek 1, 2)

E l e k t r o n i k    K a y n a k l a r

Joule's Law

Joule's Mechanical Equivalent of Heat Apparatus

Joule's Equivalent

James Prescott Joule (1818 - 1889)