Põhiline erinevus töö ja soojuse vahel on see, et töö on järjestatud liikumine ühes suunas, samas kui soojus on molekulide juhuslik liikumine.
Töö ja soojus on termodünaamika kaks kõige olulisemat mõistet. Töö ja soojus on üksteisega tihed alt seotud, kuid need pole päris samad. Püüd mõista tööd ja soojust ulatub tagasi. Nende kahe mõiste selgeks saamisega sai klassikalisest termodünaamikast üks füüsika "lõpetatud" valdkondi. Nii soojus kui ka töö on energia mõisted. Soojuse ja töö teooriatel on suur tähtsus termodünaamikas, mootorimehaanikas ja masinates.
Mis on töö?
Füüsikas defineerime tööd kui kaugust mõjuva jõu poolt ülekantavat energiahulka. Töö on skalaarne suurus, mis tähendab, et töötada on ainult suurusjärgus, suunda ei ole. Mõelge objektile, mida lohistame konarlikul pinnal. Objektile mõjub hõõrdumine. Antud punktide A ja B vahel on nende vahel lõpmatu arv teid, seetõttu on kasti punktist A punkti B viimiseks lõpmatult palju marsruute. Kui vahemaa, mille objekt läbib, kui me seda kindlat teed pidi läbime, on s, karbil hõõrdumisel tehtav töö on F.s, (arvestades ainult skalaarväärtusi). Erinevatel teedel on erinevad x väärtused. Seetõttu on tehtud töö erinev.
Joonis 01: Töö, mis tehakse objekti "s" kaugusele liigutamisel jõuga "F"
Saame tõestada, et töö sõltub valitud teest, mis tähendab, et töö on tee funktsioon. Konservatiivse jõuvälja puhul võime tehtud tööd võtta riigi funktsioonina. SI tööühik on Joule, mis sai nime inglise füüsiku James Joule'i auks. CGS tööühik on erg. Termodünaamikas, kui me ütleme tööd, viitame tavaliselt survetööle, sest sise- või välisrõhk on jõugeneraator, mis seda tööd teeb. Pideva rõhu olukorras on tehtud tööks P. ΔV, kus P on rõhk ja ΔV on ruumala muutus.
Mis on soojus?
Kuumus on energia vorm. Saame seda mõõta džaulides. Termodünaamika esimene seadus puudutab energia jäävust. Selles öeldakse, et süsteemi tarnitav soojus võrdub selle süsteemi sisemise energia juurdekasvuga, millele lisandub süsteemi poolt ümbritseva keskkonnaga tehtud töö. Seega näitab see, et saame soojuse tööks muuta ja vastupidi.
Joonis 02: Tuli toodab soojusenergiat
Lisaks võime määratleda soojust kui energiat, mis on salvestatud molekulide või aatomite juhusliku liikumisena. Süsteemi soojushulk sõltub ainult süsteemi olekust; seetõttu on soojus oleku funktsioon.
Mis vahe on tööl ja soojusel?
Töö on vahemaa kaudu mõjuva jõu poolt ülekantud energia hulk, samas kui soojus on energia vorm. Peamine erinevus töö ja soojuse vahel on see, et töö on järjestatud liikumine ühes suunas, samas kui soojus on molekulide juhuslik liikumine. Lisaks on töö tee funktsioon, kuid soojus on oleku funktsioon.
Teise olulise erinevusena töö ja soojuse vahel võime tõestada, et tööd saab täielikult soojuseks muuta, kuid soojust ei saa 100% muuta tööks. Pealegi on soojus energia vorm, töö aga energia ülekandmise meetod. Allolev infograafik töö ja soojuse erinevuste kohta annab üksikasjalikuma võrdluse.
Kokkuvõte – töö vs kuumus
Töö ja soojus on mõisted, mida kasutame nii füüsikas kui ka keemias. Töö ja soojus on omavahel seotud, kuid nende vahel on ka mõningaid erinevusi. Peamine erinevus töö ja soojuse vahel on see, et töö on järjestatud liikumine ühes suunas, samas kui soojus on molekulide juhuslik liikumine.
