تفاوت اصلی بین کار و گرما در این است که کار حرکت منظم در یک جهت است در حالی که گرما حرکت تصادفی مولکول ها است.
کار و گرما دو مفهوم مهم ترمودینامیک هستند. کار و گرما به شدت با یکدیگر مرتبط هستند اما کاملاً یکسان نیستند. تلاش برای درک کار و گرما به گذشته برمی گردد. با پاک شدن این دو مفهوم، ترمودینامیک کلاسیک به یکی از رشته‌های «تکمیل‌شده» در فیزیک تبدیل شد. گرما و کار هر دو مفهوم انرژی هستند. تئوری های گرما و کار اهمیت زیادی در ترمودینامیک، مکانیک موتور و ماشین آلات دارند.
کار چیست؟
در فیزیک، ما کار را به عنوان مقدار انرژی منتقل شده توسط نیرویی که در یک فاصله عمل می کند تعریف می کنیم. کار یک کمیت اسکالر است، به این معنی که فقط یک مقدار برای کار وجود دارد، یک جهت وجود ندارد. جسمی را در نظر بگیرید که روی یک سطح ناهموار می کشیم. اصطکاک روی جسم وجود دارد. برای نقاط A و B داده شده، تعداد نامتناهی مسیر بین آنها وجود دارد، بنابراین، مسیرهای بی نهایت زیادی برای بردن جعبه از A به B وجود دارد. کار انجام شده توسط اصطکاک روی جعبه F.s است (فقط با در نظر گرفتن مقادیر اسکالر). مسیرهای مختلف مقادیر x متفاوتی دارند. بنابراین، کار انجام شده متفاوت است.
شکل 01: کار انجام شده در حین جابجایی جسم "s" با نیروی "F"
می توانیم ثابت کنیم که کار به مسیر طی شده بستگی دارد، یعنی کار تابعی از مسیر است.برای یک میدان نیروی محافظه‌کار، می‌توانیم کار انجام شده را تابعی از دولت در نظر بگیریم. واحد کار SI ژول است که به افتخار فیزیکدان انگلیسی جیمز ژول نامگذاری شده است. واحد کار CGS erg است. در ترمودینامیک وقتی می گوییم کار معمولاً به کار فشار اشاره می کنیم، زیرا فشار داخلی یا خارجی مولد نیرو است که کار را انجام می دهد. در یک وضعیت فشار ثابت، کار انجام شده P. ΔV است، که در آن P فشار و ΔV تغییر در حجم است.
گرما چیست؟
گرما نوعی انرژی است. ما می توانیم آن را در ژول اندازه گیری کنیم. قانون اول ترمودینامیک در مورد بقای انرژی است. بیان می کند که گرمای عرضه شده به یک سیستم برابر است با افزایش انرژی داخلی آن سیستم به اضافه کار انجام شده توسط سیستم بر روی محیط اطراف. بنابراین، این نشان می دهد که ما می توانیم گرما را به کار تبدیل کنیم و بالعکس.
شکل 02: آتش انرژی گرمایی تولید می کند
علاوه بر این، می توانیم گرما را به عنوان انرژی ذخیره شده به عنوان حرکت تصادفی مولکول ها یا اتم ها تعریف کنیم. مقدار گرما در یک سیستم فقط به حالتی که سیستم در آن قرار دارد بستگی دارد. بنابراین، گرما تابعی از حالت است.
تفاوت بین کار و گرما چیست؟
کار مقدار انرژی است که توسط نیرویی که در یک فاصله عمل می کند منتقل می شود در حالی که گرما نوعی انرژی است. تفاوت اصلی کار و گرما در این است که کار حرکت منظم در یک جهت است در حالی که گرما حرکت تصادفی مولکول ها است. علاوه بر این، کار تابعی از مسیر است، اما گرما تابعی از حالت است.
به عنوان یکی دیگر از تفاوت های مهم بین کار و گرما، می توانیم ثابت کنیم که کار را می توان به طور کامل به گرما تبدیل کرد، اما گرما را نمی توان 100٪ به کار تبدیل کرد. علاوه بر این، گرما نوعی انرژی است، در حالی که کار روشی برای انتقال انرژی است.اینفوگرافیک زیر در مورد تفاوت بین کار و گرما مقایسه دقیق تری ارائه می دهد.
خلاصه - کار در برابر گرما
کار و گرما مفاهیمی هستند که هم در فیزیک و هم در شیمی استفاده می کنیم. کار و گرما به هم مرتبط هستند، اما تفاوت هایی نیز بین آنها وجود دارد. تفاوت اصلی بین کار و گرما در این است که کار حرکت منظم در یک جهت است در حالی که گرما حرکت تصادفی مولکول ها است.
