termikus egyensúly

Fizikai

2022

Elmagyarázzuk, mi a termikus egyensúly, miből áll és mi a képlete. Valamint a termodinamika nulla törvénye és példák.

Egy bizonyos idő elteltével két érintkező tárgy ugyanazt a hőmérsékletet éri el.

Mi a termikus egyensúly?

Ban benfizikai, Hőegyensúlynak azt az állapotot nevezzük, amikor két érintkező, vagy vezető felülettel elválasztott test kiegyenlíti kezdetben eltérő hőmérsékletét, az egyikről a másikra történő hőátadás következtében.

Ha két tárgy érintkezik, az egyik melegebb, mint a másik, idő múlásával mindkettő hajlamos elérni ugyanazt a hőmérsékletet, és ha nincs átadás hőség más objektumok felé, ezentúl fenntartják a termikus egyensúlyt, azaz a hőfok állandó.

Mi a termikus egyensúly?

A termikus egyensúly akkor következik be, ha mindkét testben egyenlő a mozgási energia.

Ez a jelenség mikroszkopikusan magyarázható, megértve, hogy a tárgyak hőmérséklete közvetlenül kapcsolódik a Kinetikus energia az Ön átlagarészecskék, lenniatomokmolekulák, vagy azokat, amelyeket figyelembe kell venni. Ezt az átlagot nevezik "belső energiának" a fizikában, tehát minél nagyobb a kinetikus energia, annál nagyobb a belső energia és annál magasabb a rendszer hőmérséklete.

Két érintkező test energiát cserél az idő múlásával. Így a termikus egyensúlyi pontot akkor érjük el, ha mindkét test kinetikus energiája egyenlő, így mindkét test egyetlen termodinamikai rendszerként kezd működni, amely azonos mennyiségű belső energiával és ezért hőmérséklettel rendelkezik.

Termikus egyensúlyi képlet

A termikus egyensúly kifejezése magában foglalja a két test közötti hőmérséklet-különbség kiszámítását, ezért meg kell határozni a hőmennyiséget (Q), amelyet kicserélnek.

Ezt a Q = m képlettel határozzuk meg. Ce. Δt, ahol m lesz atömeg a test, Ce sufajlagos hő cal / gr ° C-ban kifejezve, és Δt a hőmérséklet változása, azaz: Δt = tf - ti, végső idő mínusz kezdeti idő.

Miután kiszámítottuk az egyes testek Q hőjét, összehasonlíthatjuk őket, tudva, hogy a termikus egyensúly az 1. test és a 2. test közötti hőmérséklet egyenlőségében következik be. A termikus egyensúly eléréséhez az a hő, amelyet a leghidegebb test nyer. hogy a legforróbb test veszít, tehát Q1 = Q2, azaz nyert hő = hőveszteség.

A termodinamika nulla törvénye

A termodinamika nulla törvénye így fejezhető ki: ha A = C és B = C, akkor A = B.

Ezt az elvet a termodinamika úgynevezett nulladik törvénye fejezi ki, amelyet 1931-ben R. H. Fowler a következőképpen fogalmazott meg: „Ha két A és B rendszert találunk, mindegyik külön-külön termikus egyensúlyban van egy harmadikkal. rendszer, amit C-nek fogunk nevezni, akkor A és B is termikus egyensúlyban van egymással ”.

Vagyis: ha A = C és B = C, akkor A = B.

Ennek az elvnek köszönhetően, amelynek középpontjában a termodinamika matematikai megfogalmazása áll, ismert, amit Maxwell így fejez ki szavakkal: "Minden hő azonos típusú."

Példák a termikus egyensúlyra

Íme néhány egyszerű példa a termikus egyensúlyra:

  • Amikor belépünk egy meleg szobába, érzékeljük a melegetlevegő azonnal, de ráhagyássalidőjárás, testünk hőt cserél a levegővel és termikus egyensúlyba kerül vele, így nem érzékeljük a hőmérsékletkülönbséget.
  • Ha egy hidegvizes üvegedényt egy nagyobb, forrásban lévő vízzel feltöltünk, a kettő közötti hőáramlás lehűti a forró vizet, és felmelegíti a hideget, amíg el nem éri a termikus egyensúly köztes szintjét.
  • A konyhai fagyasztónkban lévő termékek termikus egyensúlyban vannak a közöttük lévő fagyott levegőhöz képest, így mindegyikük azonos hőmérsékletű.
!-- GDPR -->