Arbeiten gegen Reibungskraft, Temperatur und Hitze

In Feynmans Einführung in den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik sagte er:

Wir wissen, dass, wenn wir beispielsweise gegen Reibung arbeiten, die uns verlorene Arbeit gleich der erzeugten Wärme ist. Wenn wir in einem Raum mit Temperatur arbeiten T , und wir erledigen die Arbeit langsam genug , die Raumtemperatur ändert sich nicht viel, und wir haben bei einer gegebenen Temperatur Arbeit in Wärme umgewandelt.

Ich nehme an, dass, wenn sich die Temperatur nicht ändert, die geleistete Arbeit in den potentiellen Energieteil der inneren Energie des Gases im Raum gehen muss, aber warum müssen wir dann die Arbeit langsam erledigen ?

Die letzte Aussage ist auch ziemlich verwirrend. Soweit ich weiß, sind Arbeit und Wärme im Wesentlichen dasselbe: ein Mechanismus zur Übertragung von Energie von einem System auf ein anderes. Ist es also nur ein Sprachmissbrauch, wenn er sagt: „Wir haben Arbeit in Wärme umgewandelt“?

Arbeit und Hitze unterscheiden sich drastisch. Erörtert der Text nicht den Unterschied?
Der Prozess wird langsam durchgeführt, um den Energieverlust zu minimieren. Vielleicht möchten Sie etwas über reversible thermodynamische Prozesse lesen. en.wikipedia.org/wiki/Reversible_process_(Thermodynamik)
@AaronStevens Nicht wirklich.
@Sam Meinst du mit Energieverlust die Umwandlung in Wärmeenergie (dh die Erhöhung der Raumtemperatur)?
Ja, wenn Sie dies unendlich langsam über unendliche Zeit tun, wird die gesamte Energie in Arbeit umgewandelt und es wird keine Wärme erzeugt.
@sam Feynman verwendet "Wärme", um Wärmeenergieübertragung zu bedeuten . Er spricht davon, dass Arbeit in Wärme (übertragene Wärmeenergie) umgewandelt wird, und das wird in dieser Situation immer eine 100%ige Sache sein. Reibung wandelt hier keine Energie in Arbeit um.

Antworten (1)

Feynman will von konstanter Temperatur sprechen, denn das vereinfacht die Physik: „ Wir haben bei einer gegebenen Temperatur Arbeit in Wärme umgewandelt “

Wenn durch Reibung schnell viel Energie übertragen wird, steigt die Temperatur des Materials, auf das die Reibung wirkt: Diese Teile werden heiß und es ist keine Situation mit konstanter Temperatur mehr.

Sie müssen also die Reibung langsam wirken lassen , damit sich die durch die Reibung verlorene Energie im Raum und schließlich in der Umgebung des Raums ausbreiten kann. Da diese ziemlich groß sind, ändert sich ihre Temperatur nicht wesentlich, wenn die Energie über das gesamte Material hinzugefügt wird.

Da Arbeit und Wärme gleich sind: Nein, sind sie nicht. Das ist der Punkt. Später, im Buch, werden Sie mehr darüber erfahren.

Seine „umgewandelte Arbeit in Wärme bei einer gegebenen Temperatur“ besagt, dass Arbeit, die mechanische Energieübertragung, in Wärme umgewandelt wurde, die thermische Energieübertragung. (Später wirst du lernen, dass es zwar so gehen kann, aber der andere Weg komplizierter ist)

Wenn Sie denken, dass Feynman einen „Sprachmissbrauch“ begeht , ist das ein guter Hinweis darauf, dass Sie von einer falschen Annahme oder einem Missverständnis ausgehen. Seine Kenntnisse der Physik und wie man sie erklärt, waren beide überdurchschnittlich.

Feymans Kenntnisse der Physik und wie man sie erklärt, waren beide überdurchschnittlich. aber das bedeutet nicht, dass er in seinen Formulierungen immer perfekt war. Er war ein Mann seiner Zeit und benutzte manchmal eine Sprache, die heute als nicht optimal zur Vermeidung von Missverständnissen und Missverständnissen anerkannt wird. Dies ist einer dieser Fälle. In dem zitierten Satz verwendet Feynman das Wort Wärme, um innere Energie zu bezeichnen. Ein paar Zeilen nach den zitierten Sätzen wird es noch deutlicher. Er sagte: "... man konnte keine seiner Wärmeenergie in Arbeit umwandeln ..." Er nutzte eindeutig Wärme und Wärmeenergie an Ort und Stelle ... (weiter)
@Bob Jacobsen Ich hätte ähnlich statt gleich sagen sollen. Sowohl Wärme als auch Arbeit sind Mittel zur Übertragung von Energie. Ich bemerkte, dass er oft von Wärme sprach, als wäre sie eine Eigenschaft eines Gegenstands; zum Beispiel sagte er: "Wir könnten denken, dass Wärmeenergie, wie sie in den Schwingungsbewegungen von Molekülen enthalten ist, eine gute Versorgung mit nützlicher Energie liefern könnte." Und wenn wir Wärme als Eigenschaft/Energie eines Objekts interpretieren, dann macht „Arbeit in Wärme umwandeln“ sicher mehr Sinn, finde ich.
@GiorgioP Genau, Wärme als Form der inneren Energie zu betrachten, klärt jetzt alles.
... der inneren Energie. Heutzutage hat die Physikdidaktik erkannt, wie wichtig es ist, Wörter zu verwenden, die die Verwechslung zwischen Wärme und innerer Energie minimieren könnten. Feynman kann nicht vorgeworfen werden, dass er seine Vorlesungen viel früher gehalten hat, dennoch ist es wichtig zu bemerken, dass es eine gewisse Entwicklung in der Lehre gegeben hat.
@Hilbert Feynmans Vorlesungen über Physik sind sicherlich eine großartige Quelle für Einsichten und Inspiration. Ich würde jedoch empfehlen, sie parallel zu einem neueren Lehrbuch zu verwenden. Wir haben mehr als ein halbes Jahrhundert hinter uns und irgendwo in den Vorlesungen sieht man Alterserscheinungen. Die Physik hat nach 1963 nicht aufgehört.
Ich muss zugeben, dass dies jetzt noch verwirrender ist, da ich dieses andere Zitat gefunden habe, in dem er das erste Gesetz bespricht, sagte er: „Die Hitze Q in das System einbringen, plus die Arbeit W am System erfolgt, ist die Erhöhung der Energie U vom System; Letztere Energie wird manchmal als innere Energie bezeichnet.“ Er unterscheidet also eindeutig zwischen innerer Energie und Wärme, und diese Wärme ist etwas, das in das System fließt . Aber dann widerspricht das Zitat, das ich in meiner Frage gepostet habe, dieser Idee eindeutig, da jetzt er betrachtet Wärme als eine Eigenschaft des Systems ("... umgewandelte Arbeit in Wärme").
Ich denke, dass es in dem Satz immer um zwei Formen der Energieübertragung ging : mechanisch (Arbeit) und thermisch (Wärme). @giorgioP hat einen Punkt zu Sprachänderungen, aber Feynman verwendete bereits die moderne Form IIRC. Ich habe den zweiten bis letzten Absatz aktualisiert, um zu versuchen, es klarer zu machen.
@BobJacobsen Aber das erklärt immer noch nicht das Zitat, in dem er sagte: "Wir könnten denken, dass Wärmeenergie , wie sie in den Schwingungsbewegungen von Molekülen enthalten ist, eine gute Versorgung mit nützlicher Energie liefern könnte." Wärme ist hier eindeutig eine Form von innerer Energie, die wir anzapfen können.
„Wärme“ ist nicht dasselbe wie „Wärmeenergie“; unterschiedliche Sprache für unterschiedliche Dinge. Hier ist der Punkt von @GiorgioP richtig: "Wärmeenergie" kann ein verwirrender Begriff sein, der Sie dazu verleitet, auf "Wärme" zu kürzen; das wäre ein Fehler. „Thermische Energie“ ist besser, weil „thermisch“ kein Wort ist, das wir alleine verwenden. (Und der Punkt ist, dass „Wärmeenergie“ eine Energieform ist, die Sie nicht anzapfen können, oder?)
@BobJacobsen Eigentlich ja, das war sehr dumm von mir. Der springende Punkt des zweiten Hauptsatzes ist, dass wir Energie nicht frei von einem kalten Objekt auf ein heißes übertragen können.
Arbeiten gegen Reibungskraft, Temperatur und Hitze
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