Diferența cheie dintre lucru și căldură este că munca este mișcarea ordonată într-o direcție, în timp ce căldura este mișcarea aleatorie a moleculelor.
Munca și căldura sunt cele mai importante două concepte ale termodinamicii. Munca și căldura sunt strâns legate între ele, dar nu sunt chiar la fel. Căutarea de a înțelege munca și căldura merge cu mult înapoi. Cu aceste două concepte clarificate, termodinamica clasică a devenit unul dintre domeniile „finalizate” ale fizicii. Atât căldura, cât și munca sunt concepte de energie. Teoriile căldurii și muncii au o semnificație uriașă în termodinamică, mecanică motoare și mașini.
Ce este munca?
În fizică, definim munca ca fiind cantitatea de energie transferată de o forță care acționează pe o distanță. Munca este o mărime scalară, ceea ce înseamnă că există doar o mărime de lucru, o direcție nu este prezentă. Luați în considerare un obiect pe care îl tragem pe o suprafață aspră. Există frecare care acționează asupra obiectului. Pentru punctele date A și B, există un număr infinit de căi între ele, prin urmare, există infinit de rute pentru a duce cutia de la A la B. Dacă distanța pe care o parcurge obiectul când îl luăm pe o anumită cale este s, munca efectuata prin frecare asupra casetei este F.s, (avand in vedere doar valorile scalare). Căi diferite au valori x diferite. Prin urmare, munca efectuată este diferită.
Figura 01: Lucrul efectuat în timpul deplasării la distanța „s” a obiectului cu Forța „F”
Putem demonstra că munca depinde de calea urmată, ceea ce înseamnă că munca este o funcție a căii. Pentru un câmp de forță conservator, putem lua munca efectuată în funcție de stare. Unitatea de lucru SI este Joule, numită în onoarea fizicianului englez James Joule. Unitatea de lucru CGS este erg. În termodinamică, atunci când spunem muncă, de obicei ne referim este la munca sub presiune, deoarece presiunea internă sau externă este generatorul de forță care face munca. Într-o situație de presiune constantă, munca efectuată este P. ΔV, unde P este presiunea și ΔV este modificarea volumului.
Ce este căldura?
Căldura este o formă de energie. O putem măsura în Joule. Prima lege a termodinamicii se referă la conservarea energiei. Acesta afirmă că căldura furnizată unui sistem este egală cu creșterea energiei interne a acelui sistem plus munca efectuată de sistem asupra mediului înconjurător. Astfel, acest lucru arată că putem transforma căldura în muncă și invers.
Figura 02: Focul produce energie termică
În plus, putem defini căldura ca fiind energia stocată ca mișcare aleatorie a moleculelor sau atomilor. Cantitatea de căldură dintr-un sistem depinde doar de starea în care se află sistemul; prin urmare, căldura este o funcție de stare.
Care este diferența dintre muncă și căldură?
Munca este cantitatea de energie transferată de o forță care acționează pe distanță, în timp ce căldura este o formă de energie. Diferența cheie dintre muncă și căldură este că munca este mișcarea ordonată într-o direcție, în timp ce căldura este mișcarea aleatorie a moleculelor. În plus, munca este o funcție a căii, dar căldura este o funcție a stării.
Ca o altă diferență importantă între muncă și căldură, putem demonstra că munca poate fi convertită în totalitate în căldură, dar căldura nu poate fi transformată 100% în muncă. Mai mult, căldura este o formă de energie, în timp ce munca este o metodă de transfer de energie. Infograficul de mai jos despre diferența dintre muncă și căldură oferă o comparație mai detaliată.
Rezumat – Munca versus căldură
Munca și căldura sunt concepte pe care le folosim atât în fizică, cât și în chimie. Munca și căldura sunt interdependente, dar există și unele diferențe între ele. Diferența cheie dintre muncă și căldură este că munca este mișcarea ordonată într-o direcție, în timp ce căldura este mișcarea aleatorie a moleculelor.
