Задания № 9, 10 · ЕГЭ

Работа над газом

Знак и расчёт работы внешних сил при сжатии и расширении газа
2 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Работа над газом — это работа внешних сил, действующих на газ при изменении его объёма. При сжатии газ получает энергию, поэтому работа внешних сил положительна; при расширении газ совершает работу над окружающими телами, поэтому работа над газом отрицательна.

Работа над газом
Работа над газом \(A_{\text{внеш}}\) — физическая величина, равная работе внешних сил при изменении объёма газа. Для медленного процесса она противоположна по знаку работе газа: \(A_{\text{внеш}}=-A_{\text{газа}}\).

Знак работы удобно определять по изменению объёма. Если \(V_2<V_1\), происходит сжатие и \(A_{\text{внеш}}>0\). Если \(V_2>V_1\), происходит расширение и \(A_{\text{внеш}}<0\). Такой выбор знаков соответствует правилу знаков работы в термодинамике.

\(A_{\text{внеш}}\)
работа внешних сил
Дж
\(p\)
давление
Па
\(V\)
объём
м³

Формула

При постоянном давлении работу вычисляют через начальный и конечный объёмы:

\[A_{\text{внеш}}=p(V_1-V_2)\]

Для произвольного процесса давление может изменяться, поэтому используют сумму малых работ:

\[A_{\text{внеш}}=-\int_{V_1}^{V_2}p\,dV\]

На p–V-диаграмме работа над газом связана с площадью под графиком: при сжатии площадь берут со знаком «плюс», а при расширении — со знаком «минус».

№
Пример

Газ сжимают при постоянном давлении \(p=2\cdot10^5\) Па от \(V_1=0{,}030\) м³ до \(V_2=0{,}010\) м³. Тогда \(A_{\text{внеш}}=2\cdot10^5(0{,}030-0{,}010)=4\cdot10^3\) Дж. Работа внешних сил положительна.

!
Не перепутайте

Работа над газом и работа газа имеют противоположные знаки. При расширении \(A_{\text{газа}}>0\), но \(A_{\text{внеш}}<0\); при сжатии — наоборот.

Проверьте себя

Газ расширился при постоянном давлении. Каков знак работы внешних сил?

Главное за минуту

Главное

  • Работа над газом — работа внешних сил; она противоположна по знаку работе газа.
  • При сжатии \(A_{\text{внеш}}>0\), при расширении \(A_{\text{внеш}}<0\).
  • При постоянном давлении \(A_{\text{внеш}}=p(V_1-V_2)\).