Разлика между работа и топлина

Най- ключова разлика между работа и топлина е това работата е подреденото движение в една посока, докато топлината е произволното движение на молекулите.

Работата и топлината са двете най-важни концепции на термодинамиката. Работата и топлината са силно свързани помежду си, но не са съвсем еднакви. Търсенето на разбиране за работа и топлина се връща назад. С изчистените две концепции класическата термодинамика се превърна в едно от „завършените“ области във физиката. И топлината, и работата са понятия за енергия. Теориите за топлина и работа имат огромно значение в термодинамиката, двигателната механика и машините.

СЪДЪРЖАНИЕ

1. Преглед и ключова разлика
2. Какво е работа
3. Какво е топлина
4. Паралелно сравнение - Работа срещу топлина в таблична форма
5. Резюме

Какво е работа?

Във физиката ние определяме работата като количество енергия, прехвърлена от сила, действаща на разстояние. Работата е скаларно количество, което означава, че има само величина за работа, посока няма. Помислете за предмет, който влачим върху грапава повърхност. Върху обекта има триене. За дадени точки A и B между тях съществува безкраен брой пътеки, следователно има безкрайно много маршрути, които да поемат полето от A до B. Ако разстоянието, което обектът изминава, когато го извървим по определен път, е, s, работата, извършена чрез триене върху кутията, е Fs (като се имат предвид само скаларните стойности). Различните пътеки имат различни x стойности. Следователно свършената работа е различна.

Фигура 01: Работа, извършена по време на преместване на разстоянието на обекта "s" със сила "F"

Можем да докажем, че работата зависи от поетия път, което означава, че работата е функция на пътя. За консервативно силово поле можем да приемем извършената работа като функция на държавата. Работната единица на SI е Джоул, наречена в чест на английския физик Джеймс Джоул. Работната единица на CGS е erg. В термодинамиката, когато казваме работа, обикновено говорим за работа под налягане, защото вътрешното или външното налягане е генераторът на сила, който върши работата. В ситуация с постоянно налягане, извършената работа е P.ΔV, където P е налягането и ΔV е промяната в обема.

Какво е топлина?

Топлината е форма на енергия. Можем да го измерим в Джоул. Първият закон на термодинамиката е за запазването на енергията. В него се посочва, че топлината, подавана в системата, е равна на вътрешното увеличение на енергията на тази система плюс работата, извършена от системата върху околната среда. Така това показва, че можем да преобразуваме топлината в работа и обратно.

Фигура 02: Огънят произвежда топлинна енергия

Освен това можем да определим топлината като енергия, съхранявана като произволно движение на молекули или атоми. Количеството топлина в системата зависи само от състоянието, в което се намира системата; следователно топлината е функция на състоянието.

Каква е разликата между работа и топлина?

Работата е количеството енергия, предавано от сила, действаща на разстояние, докато топлината е форма на енергия. Ключовата разлика между работа и топлина е, че работата е подреденото движение в една посока, докато топлината е произволното движение на молекулите. Освен това работата е функция на пътя, но топлината е функция на състоянието.

Като друга важна разлика между работа и топлина можем да докажем, че работата може да бъде напълно превърната в топлина, но топлината не може да бъде 100% преобразувана в работа. Освен това топлината е форма на енергия, докато работата е метод за прехвърляне на енергия. По-долу инфографиката за разликата между работа и топлина дава по-подробно сравнение.

Обобщение - Работа срещу топлина

Работата и топлината са понятия, които използваме както във физиката, така и в химията. Работата и топлината са взаимно свързани, но има някои разлики и между тях. Ключовата разлика между работа и топлина е, че работата е подреденото движение в една посока, докато топлината е произволното движение на молекулите.

справка:

1. OpenStaxCollege. „Физика в колежа.“ Въведение в социологията - 1-во канадско издание, BCcampus, 23 януари 2012. Достъпно тук  
2. Джоунс, Андрю Цимерман. „Научен начин за определяне на топлинната енергия.“ ThoughtCo, 11 октомври 2018 г. Достъпно тук

С любезност на изображенията:

1. "Работа (физика)" От す じ に く シ チ ュ ー - Собствена работа, (CC0) през Commons Wikimedia  
2. ”624524” (CC0) чрез pxhere