Termiline tasakaal
Selgitame, mis on termiline tasakaal, mis see on ja valemit, mida ta kasutab. Lisaks termodünaamika nullseadus ja näited.
Mis on termiline tasakaal?
Füüsikas nimetatakse seisundit, kus kaks mehaanilises kontaktis olevat või juhtivast pinnast eraldatud keha võrduvad nende algselt erineva temperatuuriga, mis tuleneb ühe soojuskiirgusest, termiliseks tasakaaluks. teise poole kuni tasakaalu saavutamiseni.
Kui meil on kokku puutunud kaks objekti, on üks kuumem kui teine, aja möödudes kipuvad mõlemad jõudma sama temperatuurini ja kui teiste objektide suhtes soojust ei kaota, säilitavad nad nüüdsest termilise tasakaalu, st temperatuuri pidev.
See võib teid teenida: soojusjuhtivus.
Mis on termiline tasakaal?
Seda nähtust saab selgitada mikroskoopiliselt, mõistes kõigepealt, et objektide kuumus (temperatuur) on seotud nende osakeste keskmise kineetilise energiaga, olgu need siis aatomid, molekulid või need, mida tuleks arvestada. Seda keskmist nimetatakse füüsikas tavaliselt "sisemiseks energiaks", nii et mida suurem on kineetiline energia, seda suurem on sisemine energia ja seda kõrgem on süsteemi temperatuur .
Kuna kineetiline energia on mittestatsionaarne (mis ei pea tingimata jääma objekti piiridesse), on võimalik mõista, et kaks kokkupuutuvat keha vahetavad aja jooksul energiat edasi . Ja nii saavutatakse termilise tasakaalu punkt siis, kui mõlema keha vahel jagatav kineetiline energia jaotub kogu süsteemis, st mõlemal kehal, mis hakkavad töötama ühtse termodünaamilise süsteemina, millele on eraldatud sama palju sisemine energia ja seega temperatuur.
Termilise tasakaalu valem
Soojuslikku tasakaalu väljendatakse Celsiuse kraadides, nagu mis tahes temperatuuri korral, ja see on kahe keha vahelise temperatuuri erinevuse arvutamise tulemus, seega tuleb kõigepealt kindlaks teha soojuse kogus (Q), mille igaüks kaotab.
See määratakse valemiga Q = m. Ce. Δt, kus m on keha mass, Ce selle erisoojus, väljendatuna lubi / gr ° C, ja Δt temperatuuri kõikumine, see on: Δt = tf - ti, lõplik aeg miinus algne aeg.
Kui iga keha jaoks on arvutatud Q, saame neid võrrelda, teades, et termiline tasakaal toimub keha 1 ja keha 2 temperatuuride võrdsega, nii et Q1 = Q2, see tähendab saadav soojus = kaotatud soojus . Kuumus, mida kogub kõige külmem keha, on kuumus, mille kuumim keha kaotab .
Termodünaamika nullseadus
Seda põhimõtet väljendatakse termodünaamika niinimetatud nullseaduses, mille RH Fowler väljendas 1931. aastal järgmiselt: kui kaks süsteemi A ja B on eraldi tasakaalus Termiline kolmanda süsteemiga, mida me kutsume C-ks, on A ja B ka üksteise vahel termilises tasakaalus.
See tähendab: kui A = C ja B = C, siis A = B.
Tänu sellele põhimõttele, mille keskmes on termodünaamika matemaatiline sõnastamine, on teada, mida Maxwell väljendas järgmistes sõnades: Kõik soojus on sama tüüpi .
Näited termilisest tasakaalust
Siin on mõned lihtsad näited termilise tasakaalu kohta:
- Väga kuuma ruumi sisenedes tajume vahetu õhu soojust, kuid ajamahu korral harjub keha kehaga ruumi ja hakkab sellega tasakaalus olema, seega peatame tajuda temperatuuri erinevust.
- Kui juhime külma veega klaasmahuti suuremasse keeva veega, jahutab nendevaheline temperatuurivool kuuma vett ja kuumutab külma, kuni see saavutab tasakaalutaseme t Vahepealne keraamika.
- Meie köögi sügavkülmikus olevad tooted on nendevahelise külmunud õhu suhtes termilises tasakaalus, nii et neil kõigil on sama temperatuur.
