Ključna razlika između rada i topline je da je rad uređeno gibanje u jednom smjeru, dok je toplina nasumično gibanje molekula.
Rad i toplina dva su najvažnija pojma termodinamike. Rad i toplina međusobno su visoko povezani, ali nisu potpuno isti. Potraga za razumijevanjem rada i topline seže daleko u prošlost. S raščišćavanjem ova dva pojma, klasična termodinamika postala je jedno od "dovršenih" polja u fizici. I toplina i rad su pojmovi energije. Teorije topline i rada imaju veliki značaj u termodinamici, motornoj mehanici i strojevima.
Što je posao?
U fizici rad definiramo kao količinu energije koju prenosi sila koja djeluje na udaljenost. Rad je skalarna veličina, što znači da postoji samo veličina za rad, smjer nije prisutan. Zamislite predmet koji vučemo po hrapavoj površini. Na objektu djeluje trenje. Za zadane točke A i B postoji beskonačan broj putova između njih, dakle, postoji beskonačno mnogo putova kojima se kutija može odvesti od A do B. Ako je udaljenost koju objekt prijeđe kada ga odvedemo na određenu stazu s, rad trenja na kutiji je F.s (uzimajući u obzir samo skalarne vrijednosti). Različite staze imaju različite x vrijednosti. Stoga je obavljeni posao drugačiji.
Slika 01: Rad obavljen tijekom pomicanja objekta na udaljenost “s” s “F” silom
Možemo dokazati da rad ovisi o prijeđenom putu, što znači da je rad funkcija puta. Za konzervativno polje sila, obavljeni rad možemo uzeti kao funkciju stanja. SI jedinica za rad je Joule, nazvana u čast engleskog fizičara Jamesa Joulea. CGS jedinica rada je erg. U termodinamici, kada kažemo rad, obično mislimo na rad tlaka, jer je unutarnji ili vanjski tlak generator sile koji vrši rad. U situaciji konstantnog tlaka, obavljeni rad je P. ΔV, gdje je P tlak, a ΔV promjena volumena.
Što je Heat?
Toplina je oblik energije. Možemo ga izmjeriti u džulima. Prvi zakon termodinamike odnosi se na očuvanje energije. Kaže da je toplina dovedena u sustav jednaka unutarnjem energetskom prirastu tog sustava plus rad koji sustav obavlja na okolini. Dakle, ovo pokazuje da toplinu možemo pretvoriti u rad i obrnuto.
Slika 02: Vatra proizvodi toplinsku energiju
Nadalje, toplinu možemo definirati kao energiju pohranjenu kao nasumično gibanje molekula ili atoma. Količina topline u sustavu ovisi samo o stanju u kojem se sustav nalazi; stoga je toplina funkcija stanja.
Koja je razlika između rada i topline?
Rad je količina energije prenesena silom koja djeluje na udaljenost dok je toplina oblik energije. Ključna razlika između rada i topline je u tome što je rad uređeno gibanje u jednom smjeru, dok je toplina nasumično gibanje molekula. Nadalje, rad je funkcija staze, ali toplina je funkcija stanja.
Kao još jedna važna razlika između rada i topline, možemo dokazati da se rad može potpuno pretvoriti u toplinu, ali toplina se ne može 100% pretvoriti u rad. Štoviše, toplina je oblik energije, dok je rad način prijenosa energije. Donja infografika o razlici između rada i topline daje detaljniju usporedbu.
Sažetak – Posao protiv vrućine
Rad i toplina pojmovi su koje koristimo i u fizici i u kemiji. Rad i toplina su međusobno povezani, ali između njih postoje i neke razlike. Ključna razlika između rada i topline je u tome što je rad uređeno gibanje u jednom smjeru, dok je toplina nasumično gibanje molekula.
