La principale différence 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 l'un à l'autre, mais ils ne sont pas tout à fait les mêmes. La quête pour comprendre le travail et la chaleur remonte à loin. Une fois ces deux concepts dégagés, 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 importance considérable dans la thermodynamique, la mécanique des moteurs et les machines.
Qu'est-ce que le travail ?
En physique, nous définissons le travail comme la quantité d'énergie transférée par une force agissant sur une distance. Le travail est une quantité scalaire, ce qui signifie qu'il n'y a qu'une grandeur à travailler, une direction n'est pas présente. Considérez un objet que nous traînons sur une surface rugueuse. Il y a frottement agissant sur l'objet. Pour des points A et B donnés, il existe un nombre infini de chemins entre eux, il existe donc une infinité de routes pour amener la boîte de A à B. Si la distance parcourue par l'objet lorsque nous l'empruntons sur un certain chemin est, s, le travail effectué par frottement sur la boîte est F.s, (en ne considérant que les valeurs scalaires). Des chemins différents ont des valeurs x différentes. Par conséquent, le travail effectué est différent.
Figure 01: Travail effectué lors du déplacement de l'objet sur la distance "s" avec la force "F"
On peut prouver que le travail dépend du chemin parcouru, ce qui veut dire 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 SI de travail est Joule, nommée en l'honneur du physicien anglais James Joule. L'unité de travail CGS est l'erg. En thermodynamique, quand on dit travail, on se réfère généralement au travail sous pression, car la pression interne ou externe est le générateur de force qui fait le travail. Dans une situation de pression constante, le travail effectué est P. ΔV, où P est la pression et ΔV est le changement de volume.
Qu'est-ce que la chaleur ?
La chaleur est une forme d'énergie. On peut le mesurer en Joule. La première loi de la thermodynamique concerne la conservation de l'énergie. Il stipule que la chaleur fournie à un système est égale à l'incrément d'énergie interne de ce système plus le travail effectué par le système sur l'environnement. Ainsi, cela montre que nous pouvons convertir la chaleur en travail, et vice versa.
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 ne dépend que de l'état dans lequel se trouve le système; par conséquent, la chaleur est une 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 alors que la chaleur est une forme d'énergie. le différence clé 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 chemin, mais la chaleur est fonction de l'état.
En tant qu'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 – Travail vs Chaleur
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 interdépendants, 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.
