A principal diferença entre trabalho e calor é que o trabalho é o movimento ordenado em uma direção, enquanto o calor é o movimento aleatório das moléculas.
Trabalho e calor são os dois conceitos mais importantes da termodinâmica. Trabalho e calor são altamente inter-relacionados, mas não são exatamente a mesma coisa. A busca para entender o trabalho e o calor é antiga. Com esses dois conceitos esclarecidos, a termodinâmica clássica tornou-se um dos campos “completos” da física. Tanto o calor quanto o trabalho são conceitos de energia. As teorias do calor e do trabalho têm um enorme significado em termodinâmica, mecânica de motores e máquinas.
O que é Trabalho?
Em física, definimos trabalho como a quantidade de energia transferida por uma força que atua a uma distância. O trabalho é uma quantidade escalar, o que significa que há apenas uma magnitude para o trabalho, uma direção não está presente. Considere um objeto que arrastamos em uma superfície áspera. Há atrito agindo sobre o objeto. Para dados pontos A e B, existe um número infinito de caminhos entre eles, portanto, existem infinitas rotas para levar a caixa de A a B. Se a distância que o objeto percorre quando o percorremos em um determinado caminho é, s, o trabalho realizado pelo atrito na caixa é F.s, (considerando apenas os valores escalares). Caminhos diferentes têm valores de x diferentes. Portanto, o trabalho realizado é diferente.
Figura 01: Trabalho realizado durante o deslocamento do objeto a distância “s” com Força “F”
Podemos provar que o trabalho depende do caminho percorrido, o que significa que o trabalho é uma função do caminho. Para um campo de força conservativo, podemos tomar o trabalho realizado em função do estado. A unidade de trabalho do SI é Joule, nomeada em homenagem ao físico inglês James Joule. A unidade de trabalho do CGS é erg. Em termodinâmica, quando dizemos trabalho, geralmente nos referimos ao trabalho de pressão, pois a pressão interna ou externa é o gerador de força que realiza o trabalho. Em uma situação de pressão constante, o trabalho realizado é P. ΔV, onde P é a pressão e ΔV é a variação de volume.
O que é calor?
O calor é uma forma de energia. Podemos medi-lo em Joule. A primeira lei da termodinâmica trata da conservação da energia. Ela afirma que o calor fornecido a um sistema é igual ao incremento de energia interna desse sistema mais o trabalho realizado pelo sistema sobre a vizinhança. Assim, isso mostra que podemos converter calor em trabalho e vice-versa.
Figura 02: Fogo produz Energia Calórica
Além disso, podemos definir o calor como a energia armazenada como movimento aleatório de moléculas ou átomos. A quantidade de calor em um sistema depende apenas do estado em que o sistema se encontra; portanto, o calor é uma função de estado.
Qual é a diferença entre trabalho e calor?
Trabalho é a quantidade de energia transferida por uma força que atua à distância, enquanto o calor é uma forma de energia. A principal diferença entre trabalho e calor é que o trabalho é o movimento ordenado em uma direção, enquanto o calor é o movimento aleatório das moléculas. Além disso, o trabalho é uma função do caminho, mas o calor é uma função do estado.
Como outra diferença importante entre trabalho e calor, podemos provar que o trabalho pode ser totalmente convertido em calor, mas o calor não pode ser 100% convertido em trabalho. Além disso, o calor é uma forma de energia, enquanto o trabalho é um método de transferência de energia. O infográfico abaixo sobre a diferença entre trabalho e calor fornece uma comparação mais detalhada.
Resumo – Trabalho x Calor
Trabalho e calor são conceitos que usamos tanto na física quanto na química. Trabalho e calor estão inter-relacionados, mas também existem algumas diferenças entre eles. A principal diferença entre trabalho e calor é que o trabalho é o movimento ordenado em uma direção, enquanto o calor é o movimento aleatório das moléculas.
