Teplo

Tento příklad zaměnitelnosti tepla a práce jako činitelů přidávání energie do systému může pomoci rozptýlit některé mylné představy o teple. Tuto myšlenku jsem našel v malém článku Marka Zemanského s názvem „The Use and Misuse of the Word ‚Heat‘ in Physics Teaching“. Jednou z klíčových myšlenek z tohoto příkladu je, že pokud je vám předložen plyn o vysoké teplotě, nemůžete říci, zda této vysoké teploty dosáhl tím, že byl zahříván, nebo tím, že na něm byla vykonána práce, nebo kombinací obojího.

Chceme-li popsat energii, kterou má objekt o vysoké teplotě, není správné použít slovo teplo, když řekneme, že objekt „má teplo“ – lepší je říci, že má vnitřní energii jako výsledek svého molekulárního pohybu. Slovo teplo je vhodnější použít pro popis procesu přenosu energie z objektu o vysoké teplotě na objekt o nižší teplotě. Jistě lze vzít objekt s nízkou vnitřní energií a ohřevem ho zvýšit na vyšší vnitřní energii. Jeho vnitřní energii však můžete zvýšit také tím, že na něm vykonáte práci, a protože vnitřní energie objektu o vysoké teplotě spočívá v náhodném pohybu molekul, nelze říci, kterým mechanismem mu byla tato energie dodána.

Při varování učitelů i studentů před úskalími nesprávného používání slova „teplo“ radí Mark Zemansky zamyslet se nad znělkou:

Zemansky poukazuje na první termodynamický zákon jako na objasňující vztah. První zákon označuje teplo i práci za způsoby přenosu energie, které mohou způsobit změnu vnitřní energie systému. Poté již slova práce ani teplo nemají žádnou užitečnost při popisu konečného stavu sytému – můžeme hovořit pouze o vnitřní energii systému.