Forskel mellem arbejde og varme

Det vigtigste forskel mellem arbejde og varme er det arbejde er den ordnede bevægelse i en retning, hvorimod varme er molekylers tilfældige bevægelse.

Arbejde og varme er de to vigtigste begreber inden for termodynamik. Arbejde og varme hænger meget sammen, men de er ikke helt ens. Jakten på at forstå arbejde og varme går langt tilbage. Med disse to begreber ryddet blev klassisk termodynamik et af de "afsluttede" felter inden for fysik. Både varme og arbejde er energibegreber. Teorier om varme og arbejde har en enorm betydning inden for termodynamik, motormekanik og maskiner.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er arbejde
3. Hvad er varme
4. Sammenligning side ved side - Arbejde vs varme i tabelform
5. Resume

Hvad er arbejde?

I fysik definerer vi arbejde som den mængde energi, der overføres af en kraft, der virker gennem en afstand. Arbejde er en skalær mængde, hvilket betyder, at der kun er en styrke til at arbejde, en retning er ikke til stede. Overvej et objekt, som vi trækker på en ru overflade. Der er friktion, der virker på objektet. For givne punkter A og B findes der et uendeligt antal stier mellem dem, derfor er der uendeligt mange ruter til at tage boksen fra A til B. Hvis afstanden objektet rejser, når vi tager det på en bestemt sti, er, det arbejde, der udføres ved friktion på kassen, er Fs (kun under hensyntagen til skalarværdierne). Forskellige stier har forskellige x-værdier. Derfor er det udførte arbejde anderledes.

Figur 01: Arbejde udført under flytning af objektets “afstand” med “F” Force

Vi kan bevise, at arbejdet afhænger af den valgte sti, hvilket betyder, at arbejde er en funktion af stien. For et konservativt kraftfelt kan vi tage det arbejde, der udføres som en funktion af staten. SI-arbejdsenheden er Joule, navngivet til ære for den engelske fysiker James Joule. CGS-arbejdsenheden er erg. I termodynamik, når vi siger arbejde, henviser vi normalt til trykarbejdet, fordi det indre eller eksterne tryk er den kraftgenerator, der udfører arbejdet. I en situation med konstant tryk er det udførte arbejde P.ΔV, hvor P er trykket, og ΔV er ændringen i volumen.

Hvad er Heat?

Varme er en form for energi. Vi kan måle det i Joule. Den første lov om termodynamik handler om bevarelse af energi. Det hedder, at varmen, der leveres til et system, er lig med det interne energitilvækst i dette system plus det arbejde, der udføres af systemet på det omgivende. Dette viser således, at vi kan konvertere varme til arbejde, og vice versa.

Figur 02: Brand producerer varmeenergi

Desuden kan vi definere varmen som den energi, der er gemt som tilfældig bevægelse af molekyler eller atomer. Mængden af ​​varme i et system afhænger kun af den tilstand, systemet er i; derfor er varme en tilstandsfunktion.

Hvad er forskellen mellem arbejde og varme?

Arbejde er den mængde energi, der overføres af en kraft, der virker gennem en afstand, mens varme er en form for energi. Den vigtigste forskel mellem arbejde og varme er, at arbejde er den ordnede bevægelse i en retning, hvorimod varme er den tilfældige bevægelse af molekyler. Yderligere er arbejde en funktion af stien, men varme er en funktion af tilstanden.

Som en anden vigtig forskel mellem arbejde og varme, kan vi bevise, at arbejde helt kan konverteres til varme, men varme kan ikke konverteres 100% til arbejde. Derudover er varme en form for energi, mens arbejde er en metode til overførsel af energi. Nedenstående infografisk forskel mellem arbejde og varme giver en mere detaljeret sammenligning.

Resume - Work vs Heat

Arbejde og varme er begreber, som vi bruger i både fysik og kemi. Arbejde og varme hænger sammen, men der er også nogle forskelle mellem dem. Den vigtigste forskel mellem arbejde og varme er, at arbejde er den ordnede bevægelse i en retning, hvorimod varme er den tilfældige bevægelse af molekyler.

Reference:

1. OpenStaxCollege. "College fysik." Introduktion til sociologi - 1. canadiske udgave, BCcampus, 23. januar 2012. Tilgængelig her  
2. Jones, Andrew Zimmerman. "En videnskabelig måde at definere varmeenergi på." ThoughtCo, 11. oktober 2018. Tilgængelig her

Billede høflighed:

1. ”Arbejde (fysik)” Af す じ に く シ チ ュ ー - Eget arbejde, (CC0) via Commons Wikimedia  
2. ”624524” (CC0) via pxhere