8 Unterschied zwischen Hitze und Arbeit

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Was ist Wärme?

Wärme ist die Energieform, die hauptsächlich auf Temperaturunterschiede oder eine Erhöhung der molekularen kinetischen Energie zurückzuführen ist. Mit anderen Worten, Wärme ist Energie, die von einem System zu einem anderen nur aufgrund eines Temperaturunterschieds zwischen den Systemen übertragen wird. Wärme existiert nur, wenn sie die Grenze eines Systems überschreitet, und die Richtung der Wärmeübertragung verläuft von höherer Temperatur zu niedrigerer Temperatur. Für die Vorzeichenkonvention der Thermodynamik ist die auf ein System übertragene Wärme positiv; Von einem System übertragene Wärme ist negativ.

Die Wärme, die benötigt wird, um die Temperatur eines Objekts von T1 auf T2 zu erhöhen, beträgt:

Q = cp m (T2 – T1)

wo

cp = spezifische Wärme des Objekts

m = Masse des Objekts

Was ist Arbeit?

In der Thermodynamik ist  die von einem System verrichtete Arbeit  die Energie, die das System an seine Umgebung abgibt. Arbeit ist eine Form von Energie , aber sie ist  Energie im Transit . Ein System enthält keine Arbeit, und Arbeit ist ein Prozess, der von oder auf einem System ausgeführt wird. Im Allgemeinen wird Arbeit für mechanische Systeme als Einwirkung einer Kraft auf einen Körper über eine Distanz definiert.

W = F . d

wo:

W = Arbeit (J)

F = Kraft (N)

d = Verschiebung (m)

Wie Wärme ist Arbeit eine Energiewechselwirkung zwischen einem System und seiner Umgebung und mit einem Prozess verbunden. Im thermodynamischen Vorzeichen der Konvektion ist die aus einem System übertragene Arbeit in Bezug auf dieses System positiv. Eingelagerte Arbeit ist negativ.

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Hitze vs. Arbeit

GRUNDLAGE DES VERGLEICHSWÄRMEARBEIT
BeschreibungWärme ist die Übertragung von Wärmeenergie zwischen Systemen.Arbeit ist die Übertragung mechanischer Energie zwischen zwei Systemen.
WandlungWärme kann nicht zu 100% in Arbeit umgewandelt werden.Arbeit kann nicht zu 100 % in Wärme umgewandelt werden.
BildenWärme ist eine minderwertige Energie.Arbeit ist eine hochwertige Energie.
TransferDie Temperaturdifferenz ist die treibende Kraft für die Wärmeübertragung.Verlagerung oder Positionsveränderung stehen hinter der Arbeitsübergabe.
NaturWärme ist mit der zufälligen Bewegung von Teilchen verbunden.Arbeit ist die Energie der geordneten Bewegung in eine Richtung.
ErfordernisWärme braucht Temperaturdifferenz.Arbeit erfordert Kraft und Weg.
Adiabatisches SystemNull für ein adiabatisches System zu sein, kann seine Temperatur nicht beeinflussen.Kann in einem adiabatischen System einen Temperaturanstieg verursachen.
SchildIn der universellen Zeichenkonvention wird die vom System geleistete Arbeit als positiv angesehen.In der Vorzeichenkonvention wird die an ein System übertragene Wärme als positiv angesehen.

Ähnlichkeiten zwischen Hitze und Arbeit

  • Sowohl Wärme als auch Arbeit sind Energieformen zwischen System und Umgebung.
  • Sowohl die Wärme- als auch die Arbeitsenergie können fließen.
  • Die Maßeinheit für beide ist Joule.
  • Beide sind pfadabhängig, es kommt nicht auf den Endzustand des Systems an.
  • Beides sind Grenzphänomene.

Fazit

Wärme ist die Übertragung von thermischer Energie zwischen Systemen oder Objekten, während es sich bei der Arbeit in der Physik um die Übertragung mechanischer Energie handelt.  Aber die Arbeit in der Thermodynamik unterscheidet sich von der Arbeit in der Physik. Die Arbeit in der Thermodynamik ist die Energie, die von Systemen oder Objekten an ihre Umgebung übertragen wird.

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