Молекулярная физика

14 I. СВОЙСТВА ГАЗОВ Рис. 1. бражает изменение давления газа при изотермическом его расшире­нии. Такая кривая, изображающая изменение состояния какого-либо тела при постоянной температуре, носит название изотермы данного тела. Кривая, представленная на рис. 1, есть, таким образом, изотерма объема и давления газа. Если эта кривая действительно изображает закон Бойля-Мариотта, то по своей форме это есть геометрически вполне определенная кривая, которая называется гиперболой. Действительно, если рассматривать формулу (1) как уравнение кривой на рис. 1 в координатах ѵ и р, то из ана­литической геометрии известно, что это есть уравнение кривой 2-го по­рядка, а именно равносторонней ги­перболы, для которой оси координат являются асимптотами. Гипербола со­стоит, как известно, из двух ветвей, но на рис, 1 изображена только одна ветвь; другая, которая соответствует ѵ н р отрицательным, расположена в противоположном координатном угле, но она не имеет физического смысла, так как отрицательного объема быть не может, а у газа, как у тела, всегда стремящегося'расшириться, не может быть и отрицательного давления. Чем больше Г, тем при данном ѵ должно быть больше р, следова­тельно, более высоким температурам соответствуют и более высоко расположенные изотермы (рис. 2). Работа расширения газа. Представим себе газ, заключенный в ци­линдре, закрытом сверху подвижным поршнем S (рис. 3), на поршень положен груз. Мы можем заставить газ расширяться; для этого нужно на­гревать газ; или можно также, не нагревая газа, снять часть груза с поршня, и тогда газ будет поднимать поршень, увеличиваясь в объеме до тех пор, пока его давление не уменьшится настолько, чтобы уравновесить мень­ший груз, оставшийся на поршне. От каких бы причин газ ни рас­ширялся, мы можем вычислить ту ра­боту, которую он совершает при своем расширении. Работа эта за­ключается в том, что газ при рас­ширении преодолевает внешнее дав­ление, под которым он находится; в рассматриваемом случае работа заключается в поднятии ...