Genişleme ve Sıkışma işi Bir yük F kuvvetine karşı dz kadar hareket ettirilecek olursa yapılan iş; \rm W = -Fdz olacaktır. Buradaki negatif işareti, dış F kuvvete karşı sistemin iç enerjisinin azaldığını gösterir. Şekil 1 : sistem, termal enerji kaynağı ve mekanik enerji arasındaki ilişki. Şimdi A yüzey alanına sahip bir pistonun Pdış basınca karşı genişlediğini düşünelim. Piston üzerindeki basınç F = PdışA kadar olacaktır. Böylece iş için; \rm dW = -P_{dış}Adz yazılabilir. Adz = dV yazılacak olursa, genişleme işi için; \rm dW = -P_{dış}dV ifadesini elde edebiliriz. Eğer hacim Vi hacminden Vs hacmine kadar değişmişse, bu sırada ortaya çıkacak iş büyüklüğü için; \rm W = - \int_{V_1}^{V_2} P_{dış}dV eşitliğini yazabiliriz. Serbest Genleşme Bu tür genleşmede bir dış basınç söz konusu değildir (Pdış = 0). Bu nedenle iş büyüklüğü W = 0 dır. Sabit Dış Basınca karşı Genleşme Genişleme sırasında dış basınç değişmeyecak olursa eşitlik; \rm W = - P_{dış} \int_{V_1}^{V_2} dV = - P_{dış} \big( V_2 - V_1 \big) \rm W = - P_{dış} \Delta V \qquad \qquad \qquad (1) şeklinde yazılır. Genleşme atmosfer basıncına karşı gerçekleşiyorsa veya kimyasal bir reaksiyon atmosferik şartlarda gerçekleşiyorsa ortaya çıkacak iş büyüklüğü bu şekilde hesaplanabilir. İzotermal Tersinir Genleşme Genleşme olayının çevresindeki sıcaklıkla termal dengede olduğunu düşünelim. Silindir içindeki gazında ideal gaz davranışı gösterdiğini varsayalım. Bu durumda bir gaz için hal eşitliği Pdış=Piç=nRT/V olacağından izotermal ve tersinir bir süreç için; \rm W = - \int_{V_1}^{V_2} P_{dış}dV \rm W = - \int_{V_1}^{V_2} {nRT \over V } dV n, R ve T sabit olduğundan \rm W = - nRT \int_{V_1}^{V_2} {dV \over V} \rm W = - nRT \;ln {V_2 \over V_1} \qquad \qquad \qquad (2) eşitliğini yazılır. İş Hesabı Örnek Soru 1 İş Hesabı Örnek Soru 2