Різниця між роботою та теплом

The ключова різниця між роботою і теплом це те, що робота - це впорядкований рух в одному напрямку, тоді як тепло - випадковий рух молекул.

Робота і тепло - це два найважливіші поняття термодинаміки. Робота і тепло дуже взаємопов'язані один з одним, але вони не зовсім однакові. Прагнення зрозуміти роботу та спеку йде назад. З очищенням цих двох понять класична термодинаміка стала одним із «завершених» напрямків фізики. І тепло, і робота - це поняття енергії. Теорії тепла і роботи мають величезне значення в термодинаміці, механіці механіки та машинах.

ЗМІСТ

1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке робота
3. Що таке тепло
4. Порівняльне порівняння - Робота проти тепла в табличній формі
5. Підсумок

Що таке робота?

У фізиці ми визначаємо роботу як кількість енергії, переданої силою, що діє на відстань. Робота - це скалярна кількість, це означає, що для роботи є лише величина, напряму немає. Розглянемо предмет, який ми перетягуємо на шорстку поверхню. Відбувається тертя, що діє про об’єкт. Для заданих точок A і B між ними існує нескінченна кількість шляхів, отже, існує нескінченна кількість маршрутів, щоб пройти поле від A до B. Якщо відстань, яку об'єкт проїжджає, коли ми проходимо його певним шляхом, s, робота, проведена тертям на коробці, - Fs (враховуючи лише скалярні значення). У різних контурах різні значення x. Тому виконана робота відрізняється.

Малюнок 01: Робота, яка виконується під час переміщення об'єкта "s" на відстань із силою F

Ми можемо довести, що робота залежить від пройденого шляху, а це означає, що робота є функцією шляху. Для консервативного силового поля ми можемо сприймати виконану роботу як функцію держави. Одиницею роботи СІ є Джоул, названий на честь англійського фізика Джеймса Джоуля. Одиниця роботи CGS - це ерг. У термодинаміці, коли ми говоримо про роботу, ми зазвичай маємо на увазі роботу під тиском, тому що внутрішній або зовнішній тиск є генератором сили, який виконує роботу. У ситуації з постійним тиском виконана робота - P.ΔV, де P - тиск, а ΔV - зміна об'єму.

Що таке тепло?

Тепло - це форма енергії. Ми можемо виміряти це в Джоулі. Перший закон термодинаміки - про збереження енергії. У ньому йдеться про те, що тепло, яке подається в систему, дорівнює внутрішньому приросту енергії цієї системи плюс роботі, яку виконує система на навколишньому середовищі. Таким чином, це показує, що ми можемо перетворювати тепло в роботу, і навпаки.

Малюнок 02: Вогонь виробляє теплову енергію

Крім того, ми можемо визначити тепло як енергію, що зберігається як випадковий рух молекул або атомів. Кількість тепла в системі залежить лише від стану, в якому знаходиться система; отже, тепло - це функція держави.

Яка різниця між роботою та теплом?

Робота - це кількість енергії, переданої силою, яка діє на відстань, а тепло - це форма енергії. Ключова різниця між роботою і теплом полягає в тому, що робота - це впорядкований рух в одному напрямку, тоді як тепло - випадковий рух молекул. Крім того, робота - це функція шляху, але тепло - це функція стану.

Як ще одна важлива різниця між роботою і теплом, ми можемо довести, що робота може бути повністю перетворена на тепло, але тепло не може бути на 100% перетворене на роботу. Більше того, тепло - це форма енергії, а робота - це метод передачі енергії. Наведена нижче інформація про різницю між роботою та теплом дає більш детальне порівняння.

Підсумок - Робота проти тепла

Робота і тепло - це поняття, які ми використовуємо як у фізиці, так і в хімії. Робота та тепло взаємопов'язані, однак між ними є й деякі відмінності. Ключова різниця між роботою і теплом полягає в тому, що робота - це впорядкований рух в одному напрямку, тоді як тепло - випадковий рух молекул.

Довідка:

1. OpenStaxCollege. «Фізика коледжу». Вступ до соціології - 1-е канадське видання, BCcampus, 23 січня 2012. Доступне тут  
2. Джонс, Ендрю Цимерман. «Науковий спосіб визначення теплової енергії». ThoughtCo, 11 жовтня 2018. Доступно тут

Надано зображення:

1. "Робота (фізика)" Автор す じ に く シ チ ュ ー - Власна робота, (CC0) через Вікісховище Commons  
2. "624524" (CC0) через pxhere