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No.1ベストアンサー
- 回答日時:
体積の変化が微小であれば圧力の変化も微小です。
気体のする仕事 pΔV で、p に微小変化を考慮して、例えば p + (1/2)Δp としても、{p + (1/2)Δp}ΔV
= pΔV + (1/2)ΔpΔV
のように、Δp を含む項は2次の微小量になるので、ふつうは無視してよいと思います。
体積の変化が微小でない場合には、圧力の変化は無視できません。
No.3
- 回答日時:
面積を求める時に∫f(x)dxとしますね。
xが変わればfも変わる時の考え方です。xがx+dxになった時、fはf+dfになります。
このdfがfに比べて小さくなるようなdxを取っています。
断熱変化であれば
CvdT+PdV=0
これは微小変化についてです。一定の体積変化△V=V'-Vがあれば当然圧力もかなり変わっていますから仕事はP△Vにはなりません。積分で求めることになります。
断熱条件でのP,Vの変化を示すグラフについてPdVを積分します。
このグラフは断熱変化という項目で教科書に載っているはずです。
1molの理想気体であれば
CvdT/T+RdV/V=0
Cv∫dT/T+R∫dV/V=0です。
Cvln((T+△T)/T)+Rln((V+△V)/V)=0
この式を状態方程式
R(T+△T)=(V+△V)(P+△P)
RT=PV
を使って書きなおせば
Rln((P+△P)/P)+(R+Cv)ln((V+△V)/V)=0
微小変化の意味で△を使っている、または△の意味を微小変化にスライドさせて積分が意味を持つようにしている本がありますから混乱しないようにする必要があります。
No.2
- 回答日時:
定圧の変化(1気圧に保って昇温で膨張の時の仕事など)であるなら仕事はPΔVで問題ありません。
断熱変化ならPV^γ=C(一定)の関係がありますので、Vだけ変化して圧力が変化しない、という計算はされないはずです。
ただし断熱変化の場合、内部エネルギー変化が仕事量に対応しますのでCvΔTで内部エネルギーを計算してこれを仕事量とするのが普通でしょうが。
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