Unterschied zwischen Arbeit und Wärme

Das Hauptunterschied zwischen Arbeit und Hitze ist das Arbeit ist die geordnete Bewegung in eine Richtung, während Wärme die zufällige Bewegung von Molekülen ist.

Arbeit und Wärme sind die beiden wichtigsten Konzepte der Thermodynamik. Arbeit und Wärme hängen eng miteinander zusammen, sind aber nicht ganz dasselbe. Die Suche nach Arbeit und Wärme geht weit zurück. Mit diesen beiden Konzepten wurde die klassische Thermodynamik zu einem der "abgeschlossenen" Gebiete der Physik. Sowohl Wärme als auch Arbeit sind Energiekonzepte. Wärme- und Arbeitstheorien haben eine große Bedeutung für die Thermodynamik, die Mechanik und den Maschinenbau.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist Arbeit
3. Was ist Hitze?
4. Side-by-Side-Vergleich - Arbeit gegen Wärme in Tabellenform
5. Zusammenfassung

Was ist Arbeit?

In der Physik definieren wir Arbeit als die Energiemenge, die von einer Kraft übertragen wird, die durch eine Distanz wirkt. Arbeit ist eine skalare Größe, dh es gibt nur eine Größenordnung, eine Richtung ist nicht vorhanden. Betrachten Sie ein Objekt, das wir auf einer rauen Oberfläche ziehen. Auf das Objekt wirkt Reibung. Für gegebene Punkte A und B gibt es unendlich viele Pfade zwischen ihnen. Daher gibt es unendlich viele Wege, um die Box von A nach B zu nehmen. Wenn die Entfernung des Objekts auf einem bestimmten Pfad zurückgelegt wird, ist s, Die durch Reibung an der Box geleistete Arbeit ist Fs (nur unter Berücksichtigung der Skalarwerte). Verschiedene Pfade haben unterschiedliche x-Werte. Daher ist die geleistete Arbeit anders.

Abbildung 01: Arbeit, die ausgeführt wird, während der Abstand des Objekts „s“ mit der Kraft „F“ bewegt wird

Wir können nachweisen, dass die Arbeit von dem eingeschlagenen Weg abhängt, was bedeutet, dass die Arbeit eine Funktion des Weges ist. Für ein konservatives Kraftfeld können wir die geleistete Arbeit als Funktion des Staates übernehmen. Die SI-Arbeitseinheit ist Joule, benannt nach dem englischen Physiker James Joule. Die CGS-Arbeitseinheit ist erg. Wenn wir in der Thermodynamik von Arbeit sprechen, beziehen wir uns normalerweise auf die Druckarbeit, da der innere oder äußere Druck der Kraftgenerator ist, der die Arbeit verrichtet. In einer Situation mit konstantem Druck ist die geleistete Arbeit P.ΔV, wobei P der Druck und ΔV die Volumenänderung ist.

Was ist Hitze??

Wärme ist eine Form von Energie. Wir können es in Joule messen. Der erste Hauptsatz der Thermodynamik betrifft die Energieerhaltung. Darin heißt es, dass die Wärme, die einem System zugeführt wird, gleich dem inneren Energiezuwachs dieses Systems plus der Arbeit ist, die das System in der Umgebung leistet. Dies zeigt, dass wir Wärme in Arbeit umwandeln können und umgekehrt.

Abbildung 02: Feuer erzeugt Wärmeenergie

Des Weiteren können wir die Wärme als Energie definieren, die als zufällige Bewegung von Molekülen oder Atomen gespeichert wird. Die Wärmemenge in einem System hängt nur von dem Zustand ab, in dem sich das System befindet. Daher ist Wärme eine Zustandsfunktion.

Was ist der Unterschied zwischen Arbeit und Wärme??

Arbeit ist die Energiemenge, die von einer Kraft übertragen wird, die durch eine Distanz wirkt, während Wärme eine Energieform ist. Der Hauptunterschied zwischen Arbeit und Wärme besteht darin, dass Arbeit die geordnete Bewegung in eine Richtung ist, während Wärme die zufällige Bewegung von Molekülen ist. Außerdem ist die Arbeit eine Funktion des Weges, aber die Wärme ist eine Funktion des Zustands.

Als ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen Arbeit und Wärme können wir nachweisen, dass Arbeit vollständig in Wärme umgewandelt werden kann, Wärme jedoch nicht zu 100% in Arbeit umgewandelt werden kann. Darüber hinaus ist Wärme eine Form von Energie, während Arbeit eine Methode der Energieübertragung ist. Die untenstehende Infografik zum Unterschied zwischen Arbeit und Wärme gibt einen detaillierteren Vergleich.

Zusammenfassung - Arbeit gegen Hitze

Arbeit und Wärme sind Konzepte, die wir in Physik und Chemie verwenden. Arbeit und Wärme hängen zusammen, es gibt jedoch auch Unterschiede. Der Hauptunterschied zwischen Arbeit und Wärme besteht darin, dass Arbeit die geordnete Bewegung in eine Richtung ist, während Wärme die zufällige Bewegung von Molekülen ist.

Referenz:

1. OpenStaxCollege. „College Physics“. Einführung in die Soziologie - 1. kanadische Ausgabe, BCcampus, 23. Januar 2012. Hier verfügbar  
2. Jones, Andrew Zimmerman. „Ein wissenschaftlicher Weg zur Definition der Wärmeenergie.“ ThoughtCo, 11. Oktober 2018. Hier verfügbar

Bildhöflichkeit:

1. "Arbeit (Physik)" Von す じ に く シ チ ュ Own - Eigene Arbeit, (CC0) via Commons Wikimedia  
2. ”624524” (CC0) über pxhere