Biofyzika

3.2 Práce a teplo

Předání energie z jednoho tělesa do druhého při vykonání práce je spojeno se změnou vnějšího stavu, tj. s přemísťováním tělesa nebo jeho částí. Mechanická práce je mírou předávání mechanické energie z jednoho tělesa na jiné. Předávání energie výměnou tepla však nesouvisí se změnou vnějšího stavu a s přemísťováním těles. Tepelným množstvím ΔQ se rozumí množství energie tepelného pohybu molekul předávané z jednoho tělesa do druhého výměnou tepla. Makroskopicky je teplo ΔQ určeno změnou teploty kalorimetrickým vztahem ΔQ = mC∙ΔT, kde m (kg) je hmotnost, C (J∙kg-1∙K-1) je měrné teplo a ΔT (K) je změna teploty. Experimentálně byla zjištěna ekvivalence tepla a práce a proto tyto veličiny vyjadřujeme ve stejných jednotkách (joulech J). Přesto je nutné tyto formy předávání energie rozlišovat.
Teplo je fyzikální veličina, kde mírou je vnitřní energie, kterou teplejší těleso odevzdá tělesu studenějšímu bez konání práce. Fyzikální podstatou tepla je předávání kinetické energie neuspořádaného pohybu molekul v plynech a kapalinách nebo vibračního pohybu atomů nebo iontů kmitajících v mřížkách krystalů pevných látek. Je to mikrofyzikální, neuspořádaná forma výměny energie mezi systémy nebo jejich komponentami.
Práce je makrofyzikální, uspořádaná forma předávání energie ze systému, který práci koná, do systému, který ji získává. Práce se může spotřebovat na zvýšení obsahu jakéhokoli druhu energie, zatímco teplo, pokud se nepřevede v práci, se může spotřebovat pouze na zvýšení vnitřní energie systému. Proto nelze tyto veličiny ztotožňovat.
Je třeba zdůraznit, že teplo i práce nejsou stavovými veličinami, protože jejich změna nezávisí pouze na počátečním a konečném stavu systému, ale také na ději, který v něm proběhl.
Předchozí
Následující
Operace
Prohlédnout vše