如何理解气体做功的公式？

Question

如题所述

Answer 1

（1）知识点定义来源&讲解：
气体做功指气体通过压力移动物体或扩散等方式向外做功的过程。气体做功公式可以从功的定义式中推导出来，功的定义式为W = F * d * cosθ，其中W表示做功的大小，F表示作用力的大小，d表示物体移动的距离，θ表示作用力和移动方向之间的夹角。对于气体做功而言，可以将作用力表示为气体对物体施加的压力，将距离表示为气体的体积变化量，将夹角表示为施力方向和位移方向的夹角为0度。因此，气体做功公式为W = P * ΔV。

（2）知识点运用：
气体做功公式可以用于计算气体在压缩或膨胀过程中对外所做的功。例如，在内燃机中，气体在燃烧时会产生高温高压气体，该气体通过P * ΔV的形式向汽缸活塞做功，进而将活塞驱动转动曲轴带动发动机正常工作。

（3）知识点例题讲解：
假设有一个气缸，其中的气体在从1L膨胀到5L的过程中，对外做了10J的功，求气体的压力。
根据气体做功公式W = P * ΔV，可以将10J代入公式得到：
10J = P * (5L-1L) = 4P * L
因此，P = 10J / (4L) = 2.5 J/L
所以，气体的压力为2.5 J/L。