Rozdiel medzi prácou a teplom

kľúčový rozdiel medzi prácou a teplom to je práca je usporiadaný pohyb v jednom smere, zatiaľ čo teplo je náhodný pohyb molekúl.

Práca a teplo sú dva najdôležitejšie pojmy termodynamiky. Práca a teplo spolu navzájom úzko súvisia, ale nie sú úplne rovnaké. Snaha porozumieť práci a horúčave siaha späť. Po objasnení týchto dvoch pojmov sa klasická termodynamika stala jedným z „dokončených“ polí vo fyzike. Teplo aj práca sú konceptmi energie. Teórie tepla a práce majú obrovský význam v termodynamike, mechanike motorov a strojoch.

OBSAH

1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je práca
3. Čo je teplo
4. Porovnanie bok po boku - práca verzus teplo v tabuľkovej forme
5. Zhrnutie

Čo je práca?

Vo fyzike definujeme prácu ako množstvo energie prenesenej silou pôsobiacou na určitú vzdialenosť. Práca je skalárna veličina, čo znamená, že existuje iba veľkosť práce, smer nie je prítomný. Zvážte objekt, ktorý ťaháme na drsnom povrchu. Na predmet pôsobí trenie. Pre dané body A a B existuje medzi nimi nekonečný počet trás, preto existuje nekonečne veľa trás, ktoré vedú po políčku z bodu A do bodu B. Ak je vzdialenosť, ktorú objekt prejde, keď ho vezmeme na určitú cestu, s, práca vykonávaná trením na skrinke je Fs (berúc do úvahy iba skalárne hodnoty). Rôzne cesty majú rôzne hodnoty x. Odvedená práca je preto iná.

Obrázok 01: Práce vykonané pri pohybe vzdialenosti „s“ objektu silou „F“

Môžeme dokázať, že práca závisí od zvolenej cesty, čo znamená, že práca je funkciou cesty. V prípade konzervatívneho silového poľa môžeme túto prácu považovať za funkciu štátu. Pracovnou jednotkou SI je Joule, pomenovaný na počesť anglického fyzika Jamesa Joula. Pracovná jednotka CGS je erg. V termodynamike, keď hovoríme, že práca, zvyčajne hovoríme o tlakovej práci, pretože vnútorný alebo vonkajší tlak je generátor sily, ktorý vykonáva túto prácu. V situácii pri konštantnom tlaku je vykonaná práca P.ΔV, kde P je tlak a ΔV je zmena objemu.

Čo je teplo?

Teplo je forma energie. Môžeme to zmerať v Joule. Prvý zákon termodynamiky sa týka šetrenia energie. Uvádza sa v ňom, že teplo dodávané do systému sa rovná vnútornému prírastku energie tohto systému plus práca vykonaná systémom na jeho okolí. To dokazuje, že môžeme prevádzať teplo na prácu a naopak.

Obrázok 02: Oheň vytvára tepelnú energiu

Ďalej môžeme definovať teplo ako energiu uloženú ako náhodný pohyb molekúl alebo atómov. Množstvo tepla v systéme závisí iba od stavu, v ktorom sa systém nachádza; preto je teplo funkciou štátu.

Aký je rozdiel medzi prácou a teplom?

Práca je množstvo energie prenášané silou pôsobiacou na vzdialenosť, zatiaľ čo teplo je formou energie. Kľúčový rozdiel medzi prácou a teplom je ten, že práca je usporiadaný pohyb v jednom smere, zatiaľ čo teplo je náhodný pohyb molekúl. Navyše, práca je funkciou cesty, ale teplo je funkciou štátu.

Ako ďalší dôležitý rozdiel medzi prácou a teplom môžeme dokázať, že prácu možno úplne premieňať na teplo, ale teplo sa nemôže na 100% premieňať na prácu. Teplo je navyše formou energie, zatiaľ čo práca je spôsob prenosu energie. Nižšie uvedené údaje o rozdieloch medzi prácou a teplom poskytujú podrobnejšie porovnanie.

Zhrnutie - práca vs teplo

Práca a teplo sú pojmy, ktoré používame vo fyzike aj chémii. Práca a teplo sú vzájomne prepojené, existujú medzi nimi aj určité rozdiely. Kľúčový rozdiel medzi prácou a teplom je ten, že práca je usporiadaný pohyb v jednom smere, zatiaľ čo teplo je náhodný pohyb molekúl.

referencie:

1. OpenStaxCollege. „Vysokoškolská fyzika.“ Úvod do sociológie - 1. kanadské vydanie, BCcampus, 23. januára 2012. K dispozícii tu  
2. Jones, Andrew Zimmerman. „Vedecký spôsob, ako definovať tepelnú energiu.“ ThoughtCo, 11. októbra 2018. K dispozícii tu

S láskavým dovolením:

1. „Práca (fyzika)“ Autor: す じ に く シ チ ュ ー - Vlastná práca, (CC0), prostredníctvom Commons Wikimedia  
2. “624524” (CC0) prostredníctvom pxtu