Galvenā atšķirība starp darbu un siltumu ir tāda, ka darbs ir sakārtota kustība vienā virzienā, turpretim siltums ir nejauša molekulu kustība.
Darbs un siltums ir divi vissvarīgākie termodinamikas jēdzieni. Darbs un siltums ir cieši saistīti viens ar otru, taču tie nav gluži viens un tas pats. Meklējumi izprast darbu un siltumu ir radušies senā pagātnē. Kad šie divi jēdzieni tika noskaidroti, klasiskā termodinamika kļuva par vienu no "pabeigtajām" fizikas jomām. Gan siltums, gan darbs ir enerģijas jēdzieni. Siltuma un darba teorijām ir milzīga nozīme termodinamikā, motoru mehānikā un iekārtās.
Kas ir darbs?
Fizikā mēs definējam darbu kā enerģijas daudzumu, ko pārnes spēks, kas darbojas attālumā. Darbs ir skalārs lielums, kas nozīmē, ka ir tikai darba apjoms, virziena nav. Apsveriet objektu, ko mēs velkam uz raupjas virsmas. Uz objektu iedarbojas berze. Dotajiem punktiem A un B starp tiem pastāv bezgalīgi daudz ceļu, tāpēc ir bezgalīgi daudz maršrutu, lai nogādātu lodziņu no A uz B. Ja attālums, ko objekts veic, kad mēs to paņemam pa noteiktu ceļu, ir, s, darbs, ko veic berze uz kastes, ir F.s, (ņemot vērā tikai skalārās vērtības). Dažādiem ceļiem ir dažādas x vērtības. Tāpēc paveiktais darbs ir atšķirīgs.
Attēls 01: Darbs, kas veikts, pārvietojot objektu “s” attālumā ar “F” spēku
Mēs varam pierādīt, ka darbs ir atkarīgs no noietā ceļa, kas nozīmē, ka darbs ir ceļa funkcija. Konservatīvam spēka laukam veikto darbu varam uztvert kā valsts funkciju. SI darba mērvienība ir Džouls, kas nosaukts 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 veic darbu. Pastāvīgā spiediena situācijā paveiktais darbs ir P. ΔV, kur P ir spiediens un ΔV ir tilpuma izmaiņas.
Kas ir siltums?
Siltums ir enerģijas veids. Mēs to varam izmērīt džoulos. Pirmais termodinamikas likums ir par enerģijas saglabāšanu. Tajā teikts, ka sistēmai piegādātais siltums ir vienāds ar šīs sistēmas iekšējo enerģijas pieaugumu, kam pieskaita sistēmas darbu apkārtējā vidē. Tādējādi tas parāda, ka mēs varam pārvērst siltumu darbā un otrādi.
Attēls 02: Uguns rada siltumenerģiju
Turklāt mēs varam definēt siltumu kā enerģiju, kas uzkrāta kā nejauša molekulu vai atomu kustība. Siltuma daudzums sistēmā ir atkarīgs tikai no sistēmas stāvokļa; tāpēc siltums ir stāvokļa funkcija.
Kāda ir atšķirība starp darbu un siltumu?
Darbs ir enerģijas daudzums, ko pārnes spēks, kas darbojas attālumā, kamēr siltums ir enerģijas veids. Galvenā atšķirība starp darbu un siltumu ir tāda, ka darbs ir sakārtota kustība vienā virzienā, turpretim siltums ir nejauša molekulu kustība. Turklāt darbs ir ceļa funkcija, bet siltums ir stāvokļa funkcija.
Kā vēl viena svarīga atšķirība starp darbu un siltumu, mēs varam pierādīt, ka darbu var pilnībā pārvērst siltumā, bet siltumu nevar 100% pārvērst darbā. Turklāt siltums ir enerģijas veids, savukārt darbs ir enerģijas pārneses metode. Tālāk esošajā infografikā par atšķirību starp darbu un karstumu ir sniegts detalizētāks salīdzinājums.
Kopsavilkums - darbs pret karstumu
Darbs un siltums ir jēdzieni, ko lietojam gan fizikā, gan ķīmijā. Darbs un siltums ir savstarpēji saistīti, taču starp tiem ir arī dažas atšķirības. Galvenā atšķirība starp darbu un siltumu ir tāda, ka darbs ir sakārtota kustība vienā virzienā, turpretim siltums ir nejauša molekulu kustība.
