Värme

Detta exempel på utbytbarhet mellan värme och arbete som medel för att tillföra energi till ett system kan bidra till att undanröja vissa missuppfattningar om värme. Jag hittade idén i en liten artikel av Mark Zemansky med titeln ”The Use and Misuse of the Word ’Heat’ in Physics Teaching”. En viktig idé från detta exempel är att om du får se en gas med hög temperatur kan du inte avgöra om den uppnådde den höga temperaturen genom att den värmdesattes, genom att den utsattes för arbete eller genom en kombination av de två.

För att beskriva den energi som ett föremål med hög temperatur har är det inte en korrekt användning av ordet värme att säga att föremålet ”besitter värme” – det är bättre att säga att det besitter intern energi som ett resultat av dess molekylära rörelse. Ordet värme är bättre reserverat för att beskriva processen för överföring av energi från ett föremål med hög temperatur till ett föremål med lägre temperatur. Visst kan man ta ett föremål med låg inre energi och höja det till högre inre energi genom att värma det. Men man kan också öka dess inre energi genom att utföra arbete på det, och eftersom den inre energin hos ett föremål med hög temperatur ligger i molekylernas slumpmässiga rörelse kan man inte säga vilken mekanism som användes för att ge det den energin.

I sin varning till lärare och elever om fallgroparna med att missbruka ordet ”värme” råder Mark Zemansky till att reflektera över jingeln:

Zemansky pekar på termodynamikens första lag som ett klargörande förhållande. Den första lagen identifierar både värme och arbete som metoder för energiöverföring som kan åstadkomma en förändring av ett systems inre energi. Därefter har varken orden arbete eller värme någon nytta när det gäller att beskriva systemets sluttillstånd – vi kan endast tala om systemets inre energi.