Rozdíl mezi prací a teplem

klíčový rozdíl mezi prací a teplem to je práce je uspořádaný pohyb v jednom směru, zatímco teplo je náhodný pohyb molekul.

Práce a teplo jsou dva nejdůležitější pojmy termodynamiky. Práce a teplo spolu navzájem úzce souvisejí, ale nejsou úplně stejné. Pátrání po práci a vedru jde zpátky. Po vyjasnění těchto dvou konceptů se klasická termodynamika stala jedním z „dokončených“ polí ve fyzice. Teplo i práce jsou pojmy energie. Teorie tepla a práce mají obrovský význam v termodynamice, motorové mechanice a strojích.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je práce
3. Co je teplo
4. Srovnání bok po boku - práce vs. teplo v tabulkové formě
5. Shrnutí

Co je práce?

Ve fyzice definujeme práci jako množství energie přenesené silou působící na dálku. Práce je skalární veličina, což znamená, že existuje pouze velikost práce, směr není přítomen. Zvažte objekt, který táhneme na drsném povrchu. Na objekt působí tření. Pro dané body A a B existuje mezi nimi nekonečný počet cest, proto existuje nekonečně mnoho cest, které vezmou pole z bodu A do bodu B. Pokud vzdálenost, kterou objekt prochází, když ji vezmeme na určitou cestu, je s, práce prováděná třením na krabici je Fs (s ohledem pouze na skalární hodnoty). Různé cesty mají různé hodnoty x. Odvedená práce je proto jiná.

Obrázek 01: Práce provedená během přesunutí vzdálenosti „s“ objektu pomocí síly „F“

Můžeme prokázat, že práce závisí na zvolené cestě, což znamená, že práce je funkcí cesty. V případě konzervativního silového pole můžeme práci vykonat jako funkci státu. Jednotkou práce SI je Joule, pojmenovaný na počest anglického fyzika Jamese Joule. Pracovní jednotka CGS je erg. V termodynamice, když říkáme práce, obvykle odkazujeme na tlakovou práci, protože vnitřní nebo vnější tlak je generátor síly, který vykonává práci. V situaci konstantního tlaku je vykonávána práce P.ΔV, kde P je tlak a ΔV je změna objemu.

Co je to teplo?

Teplo je forma energie. Můžeme to změřit v Joule. První zákon termodynamiky se týká zachování energie. Uvádí, že teplo dodávané do systému se rovná vnitřnímu přírůstku energie tohoto systému plus práci provedené systémem na okolním prostředí. To ukazuje, že můžeme přeměnit teplo v práci a naopak.

Obrázek 02: Oheň produkuje tepelnou energii

Dále můžeme definovat teplo jako energii uloženou jako náhodný pohyb molekul nebo atomů. Množství tepla v systému závisí pouze na stavu, ve kterém je systém; proto je teplo funkcí státu.

Jaký je rozdíl mezi prací a žárem?

Práce je množství energie přenesené silou působící na určitou vzdálenost, zatímco teplo je forma energie. Klíčovým rozdílem mezi prací a teplem je to, že práce je uspořádaný pohyb v jednom směru, zatímco teplo je náhodný pohyb molekul. Práce je dále funkcí cesty, ale teplo je funkcí státu.

Jako další důležitý rozdíl mezi prací a teplem můžeme dokázat, že práci lze zcela přeměnit na teplo, ale teplo nemůže být 100% přeměněno na práci. Teplo je navíc formou energie, zatímco práce je způsob přenosu energie. Níže uvedený infographic o rozdílu mezi prací a teplem poskytuje podrobnější srovnání.

Shrnutí - Práce vs. teplo

Práce a teplo jsou pojmy, které používáme ve fyzice i chemii. Práce a teplo jsou ve vzájemném vztahu, existují však i rozdíly mezi nimi. Klíčovým rozdílem mezi prací a teplem je to, že práce je uspořádaný pohyb v jednom směru, zatímco teplo je náhodný pohyb molekul.

Odkaz:

1. OpenStaxCollege. "Vysokoškolská fyzika." Úvod do sociologie - 1. kanadské vydání, BCcampus, 23. ledna 2012. K dispozici zde  
2. Jones, Andrew Zimmerman. "Vědecký způsob, jak definovat tepelnou energii." ThoughtCo, 11. října 2018. K dispozici zde

Obrázek se svolením:

1. „Práce (fyzika)“ autorem す じ に く シ チ ュ ー - vlastní práce, (CC0) přes Commons Wikimedia  
2. “624524” (CC0) prostřednictvím pxtu