قياس العمل

لنتذكر أن الطاقة الداخلية للنظام محددة كمجموع الحرارة والشغل. يتم قياس الحرارة باستخدام مقياس السعرات الحرارية،ولكن كيف يتم قياس الشغل كمياًالشغل هو نتيجة القوة التي يمر بها الكائن عن طريق السحب أو الدفع أو الرفع لمسافة. وبالتالي الشغل يساوي القوة ضرب المسافة.

إذا اصطدم مضرب الجولف بالكرة على ارتفاع 100 قدم،فهذا يعني أنه قد قام بشغل. تنتقل الطاقة من المضرب إلى الكرة. في هذه الحالة،الكرة هي النظام الذي تؤدي المناطق المحيطة عليه الشغل.

في التفاعلات الكيميائية،يمكن أن يكون الشغل مرتبط بتغيرات فيزيائية أو كيميائية متعددة في النظام. من أنواع الشغل الشائعة،شغل الضغط-حجم. لنضع في اعتبارنا،الاحتراق في أسطوانة المحرك.

لا يولد الاحتراق الحرارة فحسب،بل أنها أيضاًتنتج الغاز،الذي يؤدي الشغل. عندما يتمدد حجم الغاز في الاسطوانة،يدفع الضغط المكبس لأسفل ضد القوى الخارجية للمحيط. يُعرَف الضغط،بأنه قوة تعمل فوق منطقة.

هنا القوة من الغازات المتمددة،يتم توزيعها على مساحة قاعدة المكبس. بمعنى آخر،القوة هي منطقة الضغط. وهكذا،الشغل،وهو القوة مضروبة في المسافة،يمكن إعادة كتابته بضرب الضغط في المساحة والمسافة التي يعمل عليها.

بالنسبة لأسطوانة المحرك،هذا هو فرق الارتفاع لتحرك المكبس. باعتبار أنّالمساحة مضروبة في الارتفاع تمثل حجم الاسطوانة،فإنّمعادلة الشغل يمكن تعريفها على أنها،الضغط ضرب حجم التغيير في النظام. ومع ذلك،لأن الحجم يزيد والمكبس يتم دفعه إلى الأسفل،يبذل النظام في الواقع شغل علي المناطق المحيطة والذي نعتبر قيمتة سالبة اصطلاحاًلذلك يتم تعريف الشغل بأنه سالب الضغط P،مضروبا بدلتا V،أي التغيير في الحجم النهائي والأبتدائي،والذي حدث أثناء التمدد.

وحدة شغل ضغط-الحجم عادة ما يتم تعريفها على أنها ضغط جوي-لتر. يمكن تحويل هذه الوحدة إلى الوحدة التقليدية للطاقة،جول،باستخدام عامل التحويل واحد لتر-ضغط جوي يساوي 101.3 جول.