الفرق الرئيسي بين العمل والحرارة هو أن الشغل هو الحركة المنظمة في اتجاه واحد بينما الحرارة هي الحركة العشوائية للجزيئات.
العمل والحرارة هما أهم مفهومين للديناميكا الحرارية. يرتبط العمل والحرارة ارتباطًا وثيقًا ببعضهما البعض ولكنهما ليسا متشابهين تمامًا. يعود السعي لفهم العمل والحرارة إلى الوراء. مع توضيح هذين المفهومين ، أصبحت الديناميكا الحرارية الكلاسيكية أحد الحقول "المكتملة" في الفيزياء. كلا من الحرارة والعمل هما مفاهيم الطاقة. نظريات الحرارة والعمل لها أهمية كبيرة في الديناميكا الحرارية وميكانيكا المحركات والآلات.
ما هو العمل؟
في الفيزياء ، نحدد الشغل على أنه مقدار الطاقة المنقولة بواسطة قوة تعمل عبر مسافة. العمل هو كمية قياسية ، مما يعني أنه لا يوجد سوى مقدار للعمل ، والاتجاه غير موجود. ضع في اعتبارك شيئًا نسحبه على سطح خشن. هناك احتكاك يعمل على الجسم. بالنسبة للنقطتين A و B ، يوجد عدد لا حصر له من المسارات بينهما ، لذلك ، هناك عدد لا نهائي من المسارات لأخذ المربع من A إلى B. إذا كانت المسافة التي يقطعها الكائن عندما نأخذه في مسار معين هي s ، الشغل المبذول بواسطة الاحتكاك على الصندوق هو F.s (مع الأخذ في الاعتبار القيم العددية فقط). المسارات المختلفة لها قيم x مختلفة. لذلك فإن العمل المنجز مختلف.
الشكل 01: العمل المنجز أثناء تحريك مسافة الكائن باستخدام القوة "F"
يمكننا إثبات أن العمل يعتمد على المسار المتبع ، مما يعني أن العمل هو دالة للمسار.بالنسبة لمجال القوة المحافظة ، يمكننا أن نأخذ العمل المنجز كوظيفة للدولة. وحدة عمل SI هي Joule ، سميت على شرف الفيزيائي الإنجليزي جيمس جول. وحدة عمل CGS هي erg. في الديناميكا الحرارية ، عندما نقول العمل ، نشير عادة إلى عمل الضغط ، لأن الضغط الداخلي أو الخارجي هو مولد القوة الذي يقوم بالعمل. في حالة الضغط المستمر ، يكون العمل المنجز هو P. ΔV ، حيث P هو الضغط و V هو التغير في الحجم.
ما هي الحرارة؟
الحرارة هي شكل من أشكال الطاقة. يمكننا قياسه بالجول. يتعلق القانون الأول للديناميكا الحرارية بالحفاظ على الطاقة. تنص على أن الحرارة التي يتم توفيرها لنظام ما تساوي زيادة الطاقة الداخلية لهذا النظام بالإضافة إلى العمل الذي يقوم به النظام على المناطق المحيطة. وبالتالي فهذا يدل على أنه يمكننا تحويل الحرارة إلى عمل والعكس صحيح.
الشكل 02: النار تنتج طاقة حرارية
علاوة على ذلك ، يمكننا تعريف الحرارة على أنها الطاقة المخزنة كحركة عشوائية للجزيئات أو الذرات. تعتمد كمية الحرارة في النظام فقط على الحالة التي يوجد بها النظام ؛ لذلك ، الحرارة هي دالة للدولة.
ما هو الفرق بين العمل والحرارة؟
الشغل هو مقدار الطاقة المنقولة بواسطة قوة تعمل عبر مسافة بينما الحرارة هي شكل من أشكال الطاقة. الفرق الرئيسي بين الشغل والحرارة هو أن الشغل هو الحركة المنظمة في اتجاه واحد بينما الحرارة هي الحركة العشوائية للجزيئات. علاوة على ذلك ، فإن العمل هو دالة للمسار ، لكن الحرارة هي دالة للحالة.
كاختلاف مهم آخر بين العمل والحرارة ، يمكننا إثبات أن العمل يمكن تحويله بالكامل إلى حرارة ، ولكن لا يمكن تحويل الحرارة بنسبة 100٪ إلى عمل. علاوة على ذلك ، فإن الحرارة هي شكل من أشكال الطاقة ، في حين أن العمل هو وسيلة لنقل الطاقة.يعطي الرسم البياني أدناه حول الفرق بين العمل والحرارة مقارنة أكثر تفصيلاً.
ملخص - العمل مقابل الحرارة
العمل والحرارة مفاهيم نستخدمها في كل من الفيزياء والكيمياء. العمل والحرارة مترابطان ولكن هناك بعض الاختلافات بينهما أيضًا. الفرق الرئيسي بين الشغل والحرارة هو أن الشغل هو الحركة المنظمة في اتجاه واحد بينما الحرارة هي الحركة العشوائية للجزيئات.
