Skillnad mellan arbete och värme

De nyckelskillnad mellan arbete och värme är det Arbetet är den beordrade rörelsen i en riktning medan värme är slumpmässig rörelse av molekyler.

Arbete och värme är de två viktigaste begreppen termodynamik. Arbete och värme är starkt kopplade till varandra, men de är inte riktigt desamma. Uppdraget att förstå arbete och värme går långt tillbaka. Med dessa två begrepp rensade blev klassisk termodynamik ett av de "färdiga" fälten i fysiken. Både värme och arbete är begrepp av energi. Teorier om värme och arbete har stor betydelse för termodynamik, motormekanik och maskiner.

INNEHÅLL

1. Översikt och nyckelskillnad
2. Vad är arbete
3. Vad är värme
4. Jämförelse vid sida vid sida - Arbeta mot värme i tabellform
5. Sammanfattning

Vad är arbete?

I fysiken definierar vi arbete som den mängd energi som överförs av en kraft som verkar genom ett avstånd. Arbetet är en skalär mängd, vilket innebär att det bara finns en storlek att arbeta, en riktning är inte närvarande. Tänk på ett föremål som vi drar på en grov yta. Det finns friktion som verkar på objektet. För givna punkter A och B finns ett oändligt antal vägar mellan dem. Därför finns det oändligt många vägar att ta lådan från A till B. Om avståndet objektet färdas när vi tar det på en viss väg är s, Arbetet med friktion på lådan är Fs, (med tanke på endast skalärvärdena). Olika banor har olika x-värden. Därför är arbetet gjort annorlunda.

Figur 01: Arbetet görs när objektets "avstånd" flyttas med "F" Force

Vi kan bevisa att arbetet beror på den väg som tagits, vilket innebär att arbetet är en funktion av banan. För ett konservativt kraftfält kan vi ta jobbet som en funktion av staten. SI-enheten för arbete är Joule, som heter den engelska fysikern James Joule. CGS-enheten är mycket. I termodynamiken, när vi säger arbete, brukar vi referera till tryckarbetet, eftersom det inre eller yttre trycket är den kraftgenerator som gör arbetet. I en konstant tryckläge är arbetet gjort P.ΔV, där P är trycket och ΔV är volymförändringen.

Vad är värme?

Värme är en form av energi. Vi kan mäta det i Joule. Den första lagen om termodynamik handlar om att bevara energi. Det står att värmen som matas till ett system är lika med det interna energiförlusten för det systemet plus det arbete som utförs av systemet på omgivningen. Således visar detta att vi kan omvandla värme till arbete och vice versa.

Figur 02: Brand producerar värmeenergi

Dessutom kan vi definiera värmen som den energi som lagras som slumpmässig rörelse av molekyler eller atomer. Mängden värme i ett system beror bara på det tillstånd systemet är i; Därför är värme en funktion av staten.

Vad är skillnaden mellan arbete och värme?

Arbete är den mängd energi som överförs av en kraft som verkar genom ett avstånd medan värme är en form av energi. Huvudskillnaden mellan arbete och värme är att arbetet är den beordrade rörelsen i en riktning medan värme är slumpmässig rörelse av molekyler. Dessutom är arbetet en funktion av banan, men värme är en funktion av staten.

Som en annan viktig skillnad mellan arbete och värme kan vi bevisa att arbetet helt kan omvandlas till värme, men värmen kan inte omvandlas till arbetet 100%. Dessutom är värme en form av energi, medan arbetet är en metod för överföring av energi. Nedan infographic om skillnad mellan arbete och värme ger en mer detaljerad jämförelse.

Sammanfattning - Arbeta mot värme

Arbete och värme är begrepp som vi använder i både fysik och kemi. Arbete och värme är sammanhängande men det finns också vissa skillnader mellan dem. Huvudskillnaden mellan arbete och värme är att arbetet är den beordrade rörelsen i en riktning medan värme är slumpmässig rörelse av molekyler.

Referens:

1. OpenStaxCollege. "College Physics." Introduktion till sociologi - 1 kanadensisk upplaga, BCcampus, 23 jan 2012. Tillgänglig här  
2. Jones, Andrew Zimmerman. "Ett vetenskapligt sätt att definiera värmeenergi." ThoughtCo, 11 oktober, 2018. Tillgänglig här

Image Courtesy:

1. "Arbete (fysik)" Av す じ に く シ チ ュ ー - Egent arbete, (CC0) via Commons Wikimedia  
2. "624524" (CC0) via pxhere