Στη θερμοδυναμική, ποια είναι η διαφορά μεταξύ εργασίας και θερμότητας; Σκεφτόμουν αυτό κατά τη μελέτη των Carnot Cycles και των αδιαβατικών διαδικασιών. Πώς μπορεί ένα σύστημα να λειτουργεί μεμονωμένα; Τι δουλεύει; Πού πηγαίνει αυτή η ενέργεια;


Απάντηση 1:

Για να λειτουργήσει το σύστημα πρέπει να υπάρχει ένα εξωτερικό σύστημα για να ενεργεί, και για να δουλέψει οι διαστάσεις του συστήματος πρέπει να αλλάξουν, αλλά δεν είναι απαραίτητο να αλλάξει η θερμοκρασία. Ανάλογα με την κατάσταση, η εργασία μπορεί να προκαλέσει ή να μην οδηγήσει σε αλλαγή θερμοκρασίας.

Η θερμότητα μπορεί να προστεθεί στο σύστημα χωρίς αλλαγές στις διαστάσεις του συστήματος, αλλά η θέρμανση του συστήματος θα έχει ως αποτέλεσμα θερμοκρασιακές μεταβολές. Η θερμότητα μεταφέρει ενέργεια μέσω αγωγής, μεταφοράς ακτινοβολίας. Δεν απαιτείται εργασία σε περιπτώσεις αγωγιμότητας και ακτινοβολίας.


Απάντηση 2:

Η θερμότητα είναι η θερμική ενέργεια που συνδέεται με τα μόρια της ύλης. Η θερμική ενέργεια στο σωματίδιο προέρχεται από την εσωτερική ενεργειακή-εσωτερική κινητική ενέργεια, την εσωτερική δυναμική ενέργεια, τη χημική ενέργεια κλπ. Η ένδειξη ότι το σώμα έχει θερμική ενέργεια δίνεται από την ιδιότητα, τη θερμοκρασία. Υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, υψηλότερη είναι η κινητική ενέργεια των μορίων και επομένως υψηλότερη είναι η θερμική ενέργεια.

Τώρα, το κύριο πράγμα που πρέπει να επισημανθεί είναι ότι η μεταφορά θερμότητας είναι η ενέργεια κατά τη μεταφορά. Ανεξάρτητα από το πόσο, ένα σύστημα έχει θερμική ενέργεια, η μεταφορά θερμότητας δεν θα συμβεί εκτός αν έρχεται σε θερμική επαφή με ένα άλλο σώμα που έχει διαφορετική θερμοκρασία.

Η μεταφορά εργασίας είναι κάτι διαφορετικό από τη μεταφορά θερμότητας. Η μεταφορά εργασίας δεν συμβαίνει μέχρις ότου ένα σώμα μετακινηθεί από κάποια απόσταση όταν ενεργήσει πάνω του. Για παράδειγμα. η μετατόπιση του εμβόλου από τα αέρια καύσης λέγεται ότι είναι η εργασία που γίνεται από τα αέρια. Η περιστροφή του ατμοστρόβιλου από τον ατμό υψηλής θερμοκρασίας και πίεσης λέγεται ότι γίνεται με ατμό. ΣΗΜΕΙΩΣΤΕ ΟΤΙ, για τη δουλειά, πρέπει να παρουσιαστεί τόσο η δύναμη όσο και η μετατόπιση. Εάν η μετατόπιση συμβαίνει χωρίς την εφαρμογή δύναμης που δεν έχει γίνει εργασία. Για παράδειγμα. Η ελεύθερη επέκταση των αερίων δεν αποτελεί εργασία, καθώς δεν εφαρμόζεται καμία δύναμη.


Απάντηση 3:

Η θερμότητα είναι η θερμική ενέργεια που συνδέεται με τα μόρια της ύλης. Η θερμική ενέργεια στο σωματίδιο προέρχεται από την εσωτερική ενεργειακή-εσωτερική κινητική ενέργεια, την εσωτερική δυναμική ενέργεια, τη χημική ενέργεια κλπ. Η ένδειξη ότι το σώμα έχει θερμική ενέργεια δίνεται από την ιδιότητα, τη θερμοκρασία. Υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, υψηλότερη είναι η κινητική ενέργεια των μορίων και επομένως υψηλότερη είναι η θερμική ενέργεια.

Τώρα, το κύριο πράγμα που πρέπει να επισημανθεί είναι ότι η μεταφορά θερμότητας είναι η ενέργεια κατά τη μεταφορά. Ανεξάρτητα από το πόσο, ένα σύστημα έχει θερμική ενέργεια, η μεταφορά θερμότητας δεν θα συμβεί εκτός αν έρχεται σε θερμική επαφή με ένα άλλο σώμα που έχει διαφορετική θερμοκρασία.

Η μεταφορά εργασίας είναι κάτι διαφορετικό από τη μεταφορά θερμότητας. Η μεταφορά εργασίας δεν συμβαίνει μέχρις ότου ένα σώμα μετακινηθεί από κάποια απόσταση όταν ενεργήσει πάνω του. Για παράδειγμα. η μετατόπιση του εμβόλου από τα αέρια καύσης λέγεται ότι είναι η εργασία που γίνεται από τα αέρια. Η περιστροφή του ατμοστρόβιλου από τον ατμό υψηλής θερμοκρασίας και πίεσης λέγεται ότι γίνεται με ατμό. ΣΗΜΕΙΩΣΤΕ ΟΤΙ, για τη δουλειά, πρέπει να παρουσιαστεί τόσο η δύναμη όσο και η μετατόπιση. Εάν η μετατόπιση συμβαίνει χωρίς την εφαρμογή δύναμης που δεν έχει γίνει εργασία. Για παράδειγμα. Η ελεύθερη επέκταση των αερίων δεν αποτελεί εργασία, καθώς δεν εφαρμόζεται καμία δύναμη.