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dW=-pdVの符号が-なのはなぜでしょうか?

A 回答 (3件)

化学実験で発熱は+、吸熱はー(系外から見てどうか)


熱力学で発熱はー、吸熱は+(系内から見てどうか)

です。
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仕事の主体と、仕事をしたのかされたのか


ということが総合的に+、-に関係してきます
仕事とはエネルギーの変化量のことで、
例えば気体の定圧変化(定圧膨張)で気体が外部にする仕事をWと定義すれば
W=F(dx)=PdVで、気体はpdVのエネルギーを失い、外部はpdVのエネルギーを得たことになります
純粋にエネルギーの増加分を+で表すなら
気体は-pdV
外部は+pdv です
つまり
気体がする仕事=気体の失うエネルギー ということです

この状態変化で仕事の主体を「外部」とすれば
外部がする仕事=外部が失うエネルギー ですが
先ほど述べたように 外部はエネルギーを得ていますから、失うエネルギーという表現に改めると
外部の失うエネルギー=マイナス外部が得たエネルギーで
外部がする仕事=外部が失うエネルギー=-pdVとなります

このように全く同じ状況下でも気体がする仕事を考えるのか、外部がする仕事を考えるのかによって 正負が異なってくるのです
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Wの定義が"その物体が外部から受けた仕事"となっているからです。


もしWの定義が"その物体が外部に対してした仕事"であれば符号はプラスになります。

体積が増えれば(dV>0)外に対して仕事をした、つまり受けた仕事は負となります。
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