Príklady tepelnej rovnováhy

Kontaktovaním dvoch tiel, ktoré sú odlišné teplotyten, ktorý je teplejší, dáva časť svojej energie tomu, ktorý má nižšiu teplotu, a to do bodu, keď sú obe teploty rovnaké.

Táto situácia je známa ako tepelná rovnováha, a je to presne ten stav, v ktorom sú teploty dvoch telies, ktoré mali pôvodne odlišné teploty, rovnaké. Stáva sa, že keď sa teploty vyrovnajú, tepelný tok sa pozastaví a potom sa dosiahne rovnovážna situácia.

Teoreticky je tepelná rovnováha základom toho, čo je známe ako nulový zákon alebo Nulový princíp termodynamiky, čo vysvetľuje, že ak sú dva samostatné systémy súčasne v tepelnej rovnováhe s tretím systémom, sú navzájom v tepelnej rovnováhe. Tento zákon je podstatný pre celú disciplínu termodynamiky, ktorou je odvetvie fyziky ktorá sa zaoberá popisom stavov rovnováhy na makroskopickej úrovni.

Rovnovážné množstvo tepla

The rovnica ktorá vedie k kvantifikácii množstva tepla, ktoré sa vymieňa pri prestupoch medzi telesami, má formu:

Q = M * C * ΔT

Q je množstvo tepla vyjadrené v kalórie, M hmotnosť skúmaného tela, C špecifické teplo tela a ΔT teplotný rozdiel.

V rovnovážnej situácii si hmotnosť a špecifické teplo zachovávajú svoju pôvodnú hodnotu, ale rozdiel teplota sa stáva 0, pretože presne ide o rovnovážnu situáciu, keď nedochádza k zmenám v teplota.

Rovnovážna teplota

Ďalšou dôležitou rovnicou pre myšlienku tepelnej rovnováhy je rovnica, ktorá sa snaží vyjadriť teplotu, ktorú jednotný systém. Je akceptované, že keď systém častíc N1, ktorý má teplotu T1, prichádza do styku s inými sústava častíc N2, ktorá má teplotu T2, sa rovnovážna teplota získa pomocou vzorec:

(N1 * T1 + N2 * T2) / (N1 + N2)

Takto vidno, že keď obidva subsystémy ak majú rovnaký počet častíc, rovnovážna teplota sa zníži na priemernú hodnotu medzi dvoma počiatočnými teplotami. To možno zovšeobecniť pre vzťahy medzi viac ako dvoma subsystémami.

Príklady tepelnej rovnováhy

Tu je niekoľko príkladov situácií, keď nastáva tepelná rovnováha:

1. Takto funguje meranie telesnej teploty teplomerom. Predĺžené trvanie, ktoré musí mať teplomer v kontakte s telom, aby bolo možné kvantifikovať pravda, stupne teploty sú dané práve časom, ktorý je potrebný na dosiahnutie rovnováhy termálny.
2. The Produkty ktoré sa predávajú „úplne prírodné“, mohli prejsť chladničkou. Po určitom čase mimo chladničky, v kontakte s prírodným prostredím, s nimi však dosiahli tepelnú rovnováhu.
3. Trvanlivosť ľadovcov v moria a na póloch ide o konkrétny prípad tepelnej rovnováhy. Práve výstrahy týkajúce sa globálne otepľovanie majú veľa spoločného so zvýšením teploty morí a potom s tepelnou rovnováhou, pri ktorej sa veľká časť tohto ľadu topí.
4. Keď človek vyjde z kúpania, je mu pomerne zima, pretože telo sa dostalo do rovnováhy s horúcou vodou a teraz sa musí dostať do rovnováhy s prostredím.
5. Keď sa snažíte ochladiť šálku kávy, dolejte ju studeným mliekom.
6. Látky ako maslo sú veľmi citlivé na zmeny teploty a pri veľmi krátkom čase kontaktu s prostredím pri prirodzenej teplote sa dostanú do rovnováhy a topia sa.
7. Položením ruky na studené zábradlie sa ruka na chvíľu ochladí.
8. Dóza s kilogramom zmrzliny sa bude topiť pomalšie ako iná, ktorá má štvrť kila tej istej zmrzliny. Vyrába sa to pomocou rovnice, v ktorej hmotnosť určuje vlastnosti tepelnej rovnováhy.
9. Ak sa kocka ľadu vloží do pohára s vodou, dôjde tiež k tepelnej rovnováhe. Jediný rozdiel je v tom, že rovnováha znamená zmenu stavu, pretože prechádza cez 100 ° C, kde voda prechádza z pevnej látky do kvapaliny.
10. Pridajte studenú vodu do množstva horúcej vody, kde sa rovnováha dosiahne veľmi rýchlo pri teplote nižšej ako pôvodná.

Postupujte podľa: