La diferència clau entre el treball i la calor és que el treball és el moviment ordenat en una direcció, mentre que la calor és el moviment aleatori de les molècules.
El treball i la calor són els dos conceptes més importants de la termodinàmica. El treball i la calor estan molt relacionats entre si, però no són del tot el mateix. La recerca per entendre el treball i la calor es remunta molt enrere. Amb aquests dos conceptes aclarits, la termodinàmica clàssica es va convertir en un dels camps "complets" de la física. Tant la calor com el treball són conceptes d'energia. Les teories de la calor i el treball tenen una gran importància en termodinàmica, mecànica del motor i maquinària.
Què és el treball?
En física, definim el treball com la quantitat d'energia transferida per una força que actua a través d'una distància. El treball és una quantitat escalar, el que significa que només hi ha una magnitud per treballar, no hi ha cap direcció. Considereu un objecte que arrossegueu sobre una superfície rugosa. Hi ha fricció que actua sobre l'objecte. Per als punts determinats A i B, existeix un nombre infinit de camins entre ells, per tant, hi ha infinites rutes per portar la caixa d'A a B. Si la distància que recorre l'objecte quan el prenem per un determinat camí és, s, el treball fet per fricció a la caixa és F.s, (tenint en compte només els valors escalars). Els diferents camins tenen diferents valors de x. Per tant, la feina feta és diferent.
Figura 01: Treball realitzat durant el moviment de la distància "s" de l'objecte amb la força "F"
Podem demostrar que el treball depèn del camí fet, el que significa que el treball és una funció del camí. Per a un camp de força conservador, podem prendre el treball realitzat en funció de l'estat. La unitat de treball del SI és Joule, anomenat en honor del físic anglès James Joule. La unitat de treball del CGS és erg. En termodinàmica, quan diem treball, normalment ens referim és al treball de pressió, perquè la pressió interna o externa és el generador de força que fa el treball. En una situació de pressió constant, el treball realitzat és P. ΔV, on P és la pressió i ΔV és el canvi de volum.
Què és la calor?
La calor és una forma d'energia. Ho podem mesurar en Joule. La primera llei de la termodinàmica tracta de la conservació de l'energia. Afirma que la calor subministrada a un sistema és igual a l'increment d'energia interna d'aquest sistema més el treball realitzat pel sistema sobre l'entorn. Així, això demostra que podem convertir la calor en treball i viceversa.
Figura 02: El foc produeix energia tèrmica
A més, podem definir la calor com l'energia emmagatzemada com a moviment aleatori de molècules o àtoms. La quantitat de calor en un sistema només depèn de l'estat en què es troba el sistema; per tant, la calor és una funció de l'estat.
Quina diferència hi ha entre el treball i la calor?
El treball és la quantitat d'energia transferida per una força que actua a una distància, mentre que la calor és una forma d'energia. La diferència clau entre el treball i la calor és que el treball és el moviment ordenat en una direcció, mentre que la calor és el moviment aleatori de les molècules. A més, el treball és una funció del camí, però la calor és una funció de l'estat.
Com una altra diferència important entre el treball i la calor, podem demostrar que el treball es pot convertir totalment en calor, però la calor no es pot convertir al 100% en treball. A més, la calor és una forma d'energia, mentre que el treball és un mètode de transferència d'energia. La infografia següent sobre la diferència entre treball i calor ofereix una comparació més detallada.
Resum: treball vs calor
El treball i la calor són conceptes que fem servir tant en física com en química. El treball i la calor estan interrelacionats, però també hi ha algunes diferències entre ells. La diferència clau entre el treball i la calor és que el treball és el moviment ordenat en una direcció, mentre que la calor és el moviment aleatori de les molècules.
