Příklady tepelné rovnováhy

Spojením dvou těl, která se liší teplotyten, který je teplejší, dává část své energie tomu, který má nižší teplotu, do bodu, kdy jsou obě teploty stejné.

Tato situace je známá jako tepelná rovnováha, a je to přesně stav, ve kterém jsou teploty dvou těles, které původně měly různé teploty, stejné. Stává se, že když se teploty vyrovnají, tok tepla se pozastaví a poté se dosáhne rovnovážné situace.

Teoreticky je tepelná rovnováha zásadní v tom, co je známé jako nulový zákon nebo Nulový princip termodynamiky, což vysvětluje, že pokud jsou dva oddělené systémy současně v tepelné rovnováze se třetím systémem, jsou navzájem v tepelné rovnováze. Tento zákon je zásadní pro celou disciplínu termodynamiky, kterou je obor fyziky která se zabývá popisem stavů rovnováhy na makroskopické úrovni.

Rovnovážné množství tepla

The rovnice která vede ke kvantifikaci množství tepla, které se vyměňuje při přenosech mezi tělesy, má formu:

Q = M * C * ΔT

Q je množství tepla vyjádřené v kalorií, M hmotnost zkoumaného těla, C měrné teplo těla a ΔT teplotní rozdíl.

V rovnovážné situaci si hmotnost a měrné teplo zachovají svou původní hodnotu, ale rozdíl teplota se stává 0, protože právě v rovnovážné situaci, kdy nedochází ke změnám v teplota.

Rovnovážná teplota

Další důležitou rovnicí pro myšlenku tepelné rovnováhy je rovnice, která se snaží vyjádřit teplotu, kterou jednotný systém. Je akceptováno, že když systém částic N1, který má teplotu T1, přijde do kontaktu s jiným soustavy částic N2, která je při teplotě T2, se rovnovážná teplota získá pomocí vzorec:

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

Tímto způsobem lze vidět, že když oba subsystémy mají stejný počet částic, rovnovážná teplota se sníží na průměr mezi dvěma počátečními teplotami. To lze zobecnit pro vztahy mezi více než dvěma subsystémy.

Příklady tepelné rovnováhy

Zde je několik příkladů situací, kdy dochází k tepelné rovnováze:

1. Tímto způsobem funguje měření tělesné teploty pomocí teploměru. Prodloužené trvání, které musí mít teploměr v kontaktu s tělem, aby bylo možné jej kvantifikovat true stupně teploty jsou způsobeny přesně dobou potřebnou k dosažení rovnováhy tepelný.
2. The produkty které se prodávají „přírodní“, mohly projít ledničkou. Po nějaké době mimo chladničku, v kontaktu s přírodním prostředím, s ní dosáhli tepelné rovnováhy.
3. Trvanlivost ledovců v moře a na pólech je to zvláštní případ tepelné rovnováhy. Přesně tak, upozornění týkající se globální oteplování mají hodně co do činění se zvýšením teploty moří a potom s tepelnou rovnováhou, kde se velká část tohoto ledu roztaví.
4. Když člověk vyjde z koupání, je mu relativně zima, protože tělo se dostalo do rovnováhy s horkou vodou a nyní se musí dostat do rovnováhy s prostředím.
5. Když hledáte šálek kávy, přidejte k němu studené mléko.
6. Látky, jako je máslo, jsou velmi citlivé na změny teploty a při velmi krátké době kontaktu s prostředím při přirozené teplotě se dostávají do rovnováhy a tají se.
7. Položením ruky na studené zábradlí se ruka na chvíli ochladí.
8. Sklenice s kilogramem zmrzliny se roztaví pomaleji než jiná se čtvrt kilogramu stejné zmrzliny. To je produkováno rovnicí, ve které hmotnost určuje vlastnosti tepelné rovnováhy.
9. Když je kostka ledu umístěna do sklenice vody, nastává také tepelná rovnováha. Jediným rozdílem je, že rovnováha znamená změnu stavu, protože prochází 100 ° C, kde voda přechází z pevné látky do kapaliny.
10. Přidejte studenou vodu do množství horké vody, kde je velmi rychle dosaženo rovnováhy při teplotě nižší než původní.

Postupujte podle: