Atšķirība starp darbu un karstumu

galvenā atšķirība starp darbu un karstumu tas ir darbs ir pasūtīta kustība vienā virzienā, turpretī siltums ir nejauša molekulu kustība.

Darbs un siltums ir divi vissvarīgākie termodinamikas jēdzieni. Darbs un siltums ir savstarpēji cieši saistīti, taču tie nav pilnīgi atšķirīgi. Darbs un siltums tiek meklēts tālu atpakaļ. Izdzēšot šos divus jēdzienus, klasiskā termodinamika kļuva par vienu no “pabeigtajiem” fizikas laukiem. Gan siltums, gan darbs ir enerģijas jēdzieni. Siltuma un darba teorijām ir milzīga nozīme termodinamikā, mehāniskajā mehānikā un mašīnās.

SATURS

1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir darbs
3. Kas ir siltums
4. Salīdzinājums blakus - darbs vs karstums tabulas formā
5. Kopsavilkums

Kas ir darbs?

Fizikā mēs definējam darbu kā enerģijas daudzumu, ko nodod spēks, kas darbojas no attāluma. Darbs ir skalārs daudzums, kas nozīmē, ka darbam ir tikai lielums, virziena nav. Apsveriet objektu, kuru mēs velkam uz neapstrādātas virsmas. Objektam ir berze. Dotajiem punktiem A un B starp tiem pastāv bezgalīgs skaits ceļu, tāpēc ir bezgalīgi daudz ceļu, lai aiznestu lodziņu no punkta A līdz B. Ja objekta nobrauktais attālums, kad to vedam pa noteiktu ceļu, ir, s, darbs, kas veikts ar berzi uz kastes, ir Fs (ņemot vērā tikai skalārā lieluma vērtības). Dažādiem ceļiem ir dažādas x vērtības. Tāpēc padarītais darbs ir atšķirīgs.

01. attēls. Darbs, kas veikts objekta “s” attāluma pārvietošanā ar “F” spēku

Mēs varam pierādīt, ka darbs ir atkarīgs no izvēlētā ceļa, kas nozīmē, ka darbs ir ceļa funkcija. Konservatīvā spēka laukam mēs varam ņemt paveikto uz darbu kā valsts funkciju. SI darba vienība ir Džoule, nosaukta par godu angļu fiziķim Džeimsam Džoulam. CGS darba vienība ir erg. Termodinamikā, kad mēs sakām darbu, mēs parasti atsaucamies uz spiediena darbu, jo iekšējais vai ārējais spiediens ir spēka ģenerators, kas darbu veic. Pastāvīgā spiediena situācijā paveiktais ir P.ΔV, kur P ir spiediens un ΔV ir tilpuma izmaiņas.

Kas ir siltums?

Siltums ir enerģijas veids. Mēs to varam izmērīt džoulā. Pirmais termodinamikas likums ir par enerģijas saglabāšanu. Tajā teikts, ka sistēmai piegādātais siltums ir vienāds ar sistēmas iekšējo enerģijas pieaugumu plus darbu, ko sistēma veic apkārtējiem. Tādējādi tas parāda, ka mēs siltumu varam pārveidot darbā un otrādi.

02 attēls: Uguns rada siltumenerģiju

Turklāt siltumu mēs varam definēt kā enerģiju, kas tiek uzkrāta kā molekulu vai atomu nejauša kustība. Siltuma daudzums sistēmā ir atkarīgs tikai no sistēmas stāvokļa; tāpēc siltums ir stāvokļa funkcija.

Kāda ir atšķirība starp darbu un karstumu?

Darbs ir enerģijas daudzums, ko nodod spēks, kas darbojas no attāluma, bet siltums ir enerģijas veids. Galvenā atšķirība starp darbu un siltumu ir tā, ka darbs ir pasūtīta kustība vienā virzienā, turpretī siltums ir nejauša molekulu kustība. Turklāt darbs ir ceļa funkcija, bet siltums ir stāvokļa funkcija.

Kā vēl vienu būtisku atšķirību starp darbu un siltumu mēs varam pierādīt, ka darbu var pilnībā pārveidot par siltumu, bet siltumu nevar 100% pārveidot par darbu. Turklāt siltums ir enerģijas veids, savukārt darbs ir enerģijas pārneses metode. Zemāk sniegtā informācija par atšķirību starp darbu un siltumu sniedz detalizētāku salīdzinājumu.

Kopsavilkums - darbs pret siltumu

Darbs un siltums ir jēdzieni, kurus mēs izmantojam gan fizikā, gan ķīmijā. Darbs un siltums ir savstarpēji saistīti, tomēr starp tiem ir arī dažas atšķirības. Galvenā atšķirība starp darbu un siltumu ir tā, ka darbs ir pasūtīta kustība vienā virzienā, turpretī siltums ir nejauša molekulu kustība.

Atsauce:

1. OpenStaxCollege. “Koledžas fizika.” Ievads socioloģijā - 1. Kanādas izdevums, BCcampus, 2012. gada 23. janvārī. Pieejams šeit  
2. Džounss, Endrjū Zimmermans. “Zinātnisks veids, kā definēt siltumenerģiju.” ThoughtCo, 2018. gada 11. oktobris. Pieejams šeit

Attēla pieklājība:

1. “Darbs (fizika)” Autors: す じ に く シ チ ュ Own - Savs darbs, (CC0), izmantojot Commons Wikimedia  
2. ”624524” (CC0), izmantojot pxhere