Opmerkingen
- Leg uit dat een systeem met thermische energie het vermogen heeft om mechanisch werk uit te voeren .—— Een van de beste voorbeelden is dat van een stoom motor. Waar bij het verwarmen van water, dat wil zeggen thermische energie leveren, doen we een mechanisch werk door de trein te verplaatsen.
Antwoord
Leg uit dat een systeem met thermische energie mechanisch werk kan verrichten.
Allereerst moet men het niet hebben over de ‘thermische energie’ van een systeem, aangezien dit vaak wordt verward met de termen ‘warmte’ en ‘temperatuur’. De juiste term is interne energie, wat de som is van de kinetische en potentiële energieën van een systeem.
Werk is energieoverdracht als gevolg van kracht die op afstand werkt, ofwel door de omgeving op het systeem (bijv. compressie van een gas) of door het systeem op de omgeving (bijv. expansie van een gas). Als er geen warmteoverdracht is, wordt die energieoverdracht ofwel opgeteld bij of afgetrokken van de interne energie van het systeem, volgens de eerste wet.
Kort gezegd werkt de interne energie van een systeem door het overbrengen van een deel van zijn interne energie naar de omgeving. In het geval van een ideaal gas in een zuiger / cilinder, geven de gasmoleculen kinetische energie af wanneer ze het oppervlak van de zuiger raken, waardoor druk (kracht) ontstaat die wel op de omgeving werkt, volgens de vergelijking die je door Steeven hebt gegeven. Als het werk adiabatisch wordt gedaan (geen warmteoverdracht), wordt dat verlies aan kinetische energie weerspiegeld door een daling van de temperatuur van het gas.
Wat zijn daarnaast de verschillen tussen werk en mechanisch werk?
Al het werk omvat dwang op afstand. Je kunt het elektrisch werk noemen als de kracht het gevolg is van een elektrisch veld, zwaartekracht als een zwaartekrachtveld het doet, of mechanisch werk als de kracht het gevolg is van fysiek contact tussen dingen. Het onderscheid is er een van gemak om de agent te identificeren die het werk doet of ontvangt, maar er is geen fundamenteel verschil. Ze hebben allemaal te maken met kracht die op afstand werkt. Ze kunnen allemaal eenvoudig “werk” worden genoemd.
Ik hoop dat dit helpt.