気体が外部にした仕事をP−Vグラフから求める方法について解説していきます。

まずは、圧力が一定の変化、つまり 定圧変化 のP−Vグラフを見てましょう。

圧力Pが一定で、体積が増加しています。気体が膨張している状態ですね。このとき、気体が外部にした仕事は PΔV と表せます。グラフでは、どの部分になるでしょうか？ 色が塗られている長方形の面積 ですね。つまり、 気体が外部にした仕事はPVグラフとV軸で囲まれた部分の面積 なのです。

では、圧力が一定ではない場合はどうなるでしょうか？圧力が一定の時と異なり、(圧力P)×(体積の増分ΔV)で単純に計算することはできません。

上のグラフは圧力が変化しているときのP−Vグラフです。圧力が変化しているので、PΔVでは計算できませんよね。しかし、 仕事はグラフの面積で表せる ということは変わりません。グラフにおいて 色を塗った部分が気体が外部にした仕事 です。

気体が外部にした仕事は、グラフの面積から求められるということを覚えておきましょう。