Условие
5.6.10. Объем газа увеличился в два раза: один раз изотермически, другой раз изобарически. В каком из этих двух случаев газ совершит большую работу?
Решение
Для идеального газа работа $A_{T}$ при изотермическом расширении от объёма $V_{1}$ до $V_{2}$ вычисляется так:
$$A_{T}=\int_{V_{1}}^{V_{2}}PdV=\int_{V_{1}}^{V_{2}}\nu RT\frac{dV}{V}=\nu RT\left[ \ln V \right]_{V_{1}}^{V_{2}}=\nu RT\ln\frac{V_{2}}{V_{1}}$$
При удвоении объёма: $V_{2}=2V_{1}$, работа:
$$A_{T}=\nu RT\ln2$$
Работа в изобарическом процессе при удвоении объёма:
$$A_{P}=\int_{V_{1}}^{V_{2}}PdV=P(V_{2}-V_{1})=P(2V_{1}-V_{1})=PV_{1}$$
Уравнение состояния идеального газа в начальный момент:
$$PV_{1}=\nu RT$$
Следовательно:
$$A_{P}=\nu RT$$
Сравним работы в разных процессах:
$$\frac{A_{P}}{A_{T}}=\frac{\nu RT}{\nu RT\ln2}=\frac{1}{\ln2}\approx 1,44$$
Ответ
При изобарическом расширении.