Différence entre travail et chaleur

le différence clé entre le travail et la chaleur est que le travail est le mouvement ordonné dans une direction alors que la chaleur est le mouvement aléatoire des molécules.

Le travail et la chaleur sont les deux concepts les plus importants de la thermodynamique. Le travail et la chaleur sont étroitement liés mais ils ne sont pas tout à fait les mêmes. La quête pour comprendre le travail et la chaleur remonte à longtemps. Ces deux concepts ayant été clarifiés, la thermodynamique classique est devenue l’un des domaines «achevés» de la physique. La chaleur et le travail sont des concepts d'énergie. Les théories de la chaleur et du travail ont une grande importance en thermodynamique, en mécanique des moteurs et en machines.

CONTENU

1. Vue d'ensemble et différence clé
2. Qu'est-ce que le travail
3. Qu'est-ce que la chaleur
4. Comparaison côte à côte - Travail vs chaleur sous forme tabulaire
5. Résumé

Qu'est-ce que le travail?

En physique, nous définissons le travail comme la quantité d’énergie transférée par une force qui agit à distance. Le travail est une quantité scalaire, ce qui signifie qu'il n'y a qu'une magnitude à travailler, une direction n'est pas présente. Considérons un objet que nous traînons sur une surface rugueuse. Il y a des frictions agissant sur l'objet. Pour les points A et B, il existe un nombre infini de chemins entre eux. Il existe donc une infinité d'itinéraires pour prendre la boîte de A à B. Si la distance parcourue par l'objet lorsque nous le prenons sur un certain chemin est, s, le travail effectué par friction sur la boîte est Fs (en ne prenant en compte que les valeurs scalaires). Différents chemins ont différentes valeurs x. Par conséquent, le travail est différent.

Figure 01: Travail effectué lors du déplacement de l'objet “s” à distance avec “F” Force

Nous pouvons prouver que le travail dépend du chemin emprunté, ce qui signifie que le travail est fonction du chemin. Pour un champ de force conservateur, on peut prendre le travail effectué en fonction de l'état. L'unité de travail du SI est Joule, nommée en l'honneur du physicien anglais James Joule. L'unité de travail CGS est erg. En thermodynamique, quand on parle de travail, on parle généralement de travail sous pression, car la pression interne ou externe est le générateur de force qui effectue le travail. Dans une situation de pression constante, le travail effectué est P.ΔV, où P est la pression et ΔV le changement de volume..

Qu'est-ce que la chaleur?

La chaleur est une forme d'énergie. Nous pouvons le mesurer en Joule. La première loi de la thermodynamique concerne la conservation de l'énergie. Il indique que la chaleur fournie à un système est égale à l’incrément d’énergie interne de ce système, auquel s’ajoute le travail effectué par le système dans les environs. Ainsi, cela montre que nous pouvons convertir la chaleur en travail, et inversement.

Figure 02: Le feu produit de l'énergie thermique

De plus, nous pouvons définir la chaleur comme l'énergie stockée sous forme de mouvement aléatoire de molécules ou d'atomes. La quantité de chaleur dans un système dépend uniquement de l'état dans lequel il se trouve; donc, la chaleur est fonction de l'état.

Quelle est la différence entre le travail et la chaleur?

Le travail est la quantité d'énergie transférée par une force agissant sur une distance tandis que la chaleur est une forme d'énergie. La principale différence entre le travail et la chaleur est que le travail est le mouvement ordonné dans une direction, tandis que la chaleur est le mouvement aléatoire des molécules. De plus, le travail est fonction du trajet, mais la chaleur est fonction de l'état.

Autre différence importante entre le travail et la chaleur, nous pouvons prouver que le travail peut être totalement converti en chaleur, mais que la chaleur ne peut pas être convertie à 100% en travail. De plus, la chaleur est une forme d'énergie, tandis que le travail est une méthode de transfert d'énergie. L’infographie ci-dessous sur la différence entre le travail et la chaleur donne une comparaison plus détaillée.

Résumé - Work vs Heat

Le travail et la chaleur sont des concepts que nous utilisons à la fois en physique et en chimie. Le travail et la chaleur sont étroitement liés, mais il existe également des différences entre eux. La principale différence entre le travail et la chaleur est que le travail est le mouvement ordonné dans une direction, tandis que la chaleur est le mouvement aléatoire des molécules..

Référence:

1. OpenStaxCollege. «College Physics.» Introduction à la sociologie - 1re édition canadienne, BCcampus, 23 janv. 2012. Disponible ici  
2. Jones, Andrew Zimmerman. «Un moyen scientifique de définir l'énergie thermique.» ThoughtCo, 11 octobre 2018. Disponible ici

Courtoisie d'image:

1. "Travail (physique)" Par ュ - Travail personnel, (CC0) via Wikimedia Commons  
2. ”624524" (CC0) via pxhere