Διαφορά μεταξύ εργασίας και θερμότητας

Εργασία εναντίον θερμότητας

Η εργασία και η θερμότητα είναι οι δύο πιο σημαντικές έννοιες της θερμοδυναμικής. Η εργασία και η θερμότητα είναι πολύ αλληλένδετες, αλλά δεν είναι οι ίδιες. Η προσπάθεια κατανόησης της εργασίας και της θερμότητας πηγαίνει πίσω. Με την εκκαθάριση αυτών των δύο εννοιών, η κλασική θερμοδυναμική έγινε ένα από τα "ολοκληρωμένα" πεδία της φυσικής. Και η θερμότητα και η εργασία είναι έννοιες της ενέργειας. Οι θεωρίες της θερμότητας και της εργασίας έχουν τεράστια σημασία στη θερμοδυναμική, μηχανική και μηχανήματα. Σε αυτό το άρθρο, πρόκειται να συζητήσουμε τον ορισμό, τις ομοιότητες και τις διαφορές μεταξύ θερμότητας και εργασίας.

Εργασία

Στην εργασία της φυσικής ορίζεται η ποσότητα ενέργειας που μεταφέρεται από μια δύναμη που δρα σε απόσταση. Η εργασία είναι μια κλιμακωτή ποσότητα, που σημαίνει ότι υπάρχει μόνο ένα μέγεθος εργασίας, μια κατεύθυνση δεν υπάρχει. Εξετάστε ένα αντικείμενο που σύρεται σε μια τραχιά επιφάνεια. Υπάρχει τριβή που ενεργεί στο αντικείμενο. Για δεδομένα σημεία Α και Β, υπάρχει άπειρος αριθμός διαδρομών μεταξύ τους, επομένως, υπάρχουν άπειρα πολλές διαδρομές για να ληφθεί το πλαίσιο από το Α στο Β. Εάν η απόσταση που το κιβώτιο ταξιδεύει όταν ληφθεί σε μια συγκεκριμένη διαδρομή είναι x, που γίνεται με τριβή στο κιβώτιο είναι F. x, λαμβάνοντας υπόψη μόνο τις κλιμακωτές τιμές. Οι διαφορετικές διαδρομές έχουν διαφορετικές τιμές x. Ως εκ τούτου, η εργασία είναι διαφορετική. Μπορεί να αποδειχθεί ότι η εργασία εξαρτάται από το μονοπάτι που έχει γίνει, πράγμα που σημαίνει ότι η εργασία είναι συνάρτηση της διαδρομής. Για ένα συντηρητικό πεδίο δύναμης, το έργο που μπορεί να γίνει μπορεί να ληφθεί ως συνάρτηση του κράτους. Η μονάδα SI της εργασίας είναι Joule, που ονομάστηκε προς τιμήν του αγγλικού φυσικού James Joule. Η μονάδα εργασίας CGS είναι erg. Άλλες μονάδες είναι η ατμόσφαιρα του ποδιού, του ποδιού και του λίτρου. Στη θερμοδυναμική, η εργασία συνήθως αναφέρεται ως εργασία πίεσης, επειδή η εσωτερική ή εξωτερική πίεση είναι η γεννήτρια δύναμης που κάνει την εργασία. Σε μια κατάσταση σταθερής πίεσης, η εργασία που γίνεται μπορεί να ληφθεί ως P. ΔV, όπου p είναι η πίεση και ΔV είναι η μεταβολή του όγκου.

Θερμότητα

Η θερμότητα είναι μια μορφή ενέργειας. Η θερμότητα μετράται επίσης σε Joule. Ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής αφορά τη διατήρηση της ενέργειας. Δηλώνει ότι η θερμότητα που τροφοδοτείται σε ένα σύστημα είναι ίση με την εσωτερική ενεργειακή προσαύξηση αυτού του συστήματος συν το έργο που κάνει το σύστημα στο περιβάλλον. Αυτό δείχνει ότι η θερμότητα μπορεί να μετατραπεί σε εργασία, και η εργασία μπορεί να μετατραπεί σε θερμότητα. Η θερμότητα ορίζεται ως η ενέργεια που αποθηκεύεται ως τυχαία κίνηση μορίων ή ατόμων. Η ποσότητα θερμότητας σε ένα σύστημα εξαρτάται μόνο από την κατάσταση στην οποία βρίσκεται το σύστημα. Ως εκ τούτου, η θερμότητα είναι συνάρτηση του κράτους.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ θερμότητας και εργασίας; - Η θερμότητα είναι η τυχαία κίνηση των μορίων, ενώ η εργασία είναι η παραγγελθείσα κίνηση προς μία κατεύθυνση. - Μπορεί να αποδειχθεί ότι η εργασία μπορεί να μετατραπεί πλήρως σε θερμότητα, αλλά η θερμότητα δεν μπορεί να μετατραπεί 100% στην εργασία. - Σε μια τέτοια μετατροπή θερμότητας στην εργασία, η τυχαιότητα του σύμπαντος μειώνεται. Αυτό απαγορεύεται από το δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής. - Η θερμότητα είναι συνάρτηση της κατάστασης, ενώ η εργασία είναι συνάρτηση της διαδρομής. - Η θερμότητα είναι μια μορφή ενέργειας, ενώ η εργασία είναι μια μέθοδος μεταφοράς ενέργειας.