Eksempler på termisk ligevægt

Ved at sætte to kroppe i kontakt, der er forskellige temperaturer, den, der er varmere, giver en del af sin energi til den med mindre temperatur, til det punkt, hvor begge temperaturer er ens.

Denne situation er kendt som termisk ligevægt, og det er netop den tilstand, hvor temperaturerne i to legemer, der oprindeligt havde forskellige temperaturer, er ens. Det sker, at når temperaturerne udjævnes, suspenderes varmestrømmen, og ligevægtssituationen nås.

Teoretisk er termisk ligevægt grundlæggende i det, der er kendt som nul lov eller Nul princip om termodynamik, hvilket forklarer, at hvis to separate systemer er på samme tid i termisk ligevægt med et tredje system, er de i termisk ligevægt med hinanden. Denne lov er grundlæggende for hele termodynamikens disciplin, som er den gren af ​​fysik der beskæftiger sig med at beskrive ligevægtstilstandene på et makroskopisk niveau.

Mængde af ligevægtsvarme

Det ligning som giver anledning til kvantificering af den mængde varme, der udveksles i overførslerne mellem legemerne, har formen:

Q = M * C * AT

Hvor Q er mængden af ​​varme udtrykt i kalorier, M massen af ​​den undersøgte krop, C den specifik varme af kroppen og ΔT temperaturforskellen.

I en ligevægtssituation bevarer massen og den specifikke varme deres oprindelige værdi, men forskellen på temperaturen bliver 0, fordi netop ligevægtssituationen, hvor der ikke er nogen ændringer i temperatur.

Ligevægtstemperatur

En anden vigtig ligning for ideen om termisk ligevægt er den, der søger at udtrykke den temperatur, som samlet system. Det accepteres, at når et system af N1-partikler, der har temperaturen T1, kommer i kontakt med en anden system af N2-partikler, der er ved temperatur T2, opnås ligevægtstemperaturen ved formel:

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

På denne måde kan det ses, at hvornår begge delsystemer har det samme antal partikler, reduceres ligevægtstemperaturen til et gennemsnit mellem de to indledende temperaturer. Dette kan generaliseres for forhold mellem mere end to undersystemer.

Eksempler på termisk ligevægt

Her er nogle eksempler på situationer, hvor termisk ligevægt opstår:

1. Måling af kropstemperatur gennem et termometer fungerer på den måde. Den langvarige varighed, som termometeret skal have i kontakt med kroppen for at kunne kvantificere sandt skyldes temperaturgraderne netop den tid det tager at nå ligevægt termisk.
2. Det Produkter der sælges 'naturligt' kunne have været gennem et køleskab. Efter nogen tid uden for køleskabet, i kontakt med det naturlige miljø, nåede de imidlertid termisk ligevægt med det.
3. Gletschernes varighed i have og ved polerne er det et særligt tilfælde af termisk ligevægt. Netop alarmerne vedrørende global opvarmning de har meget at gøre med en stigning i havenes temperatur og derefter en termisk ligevægt, hvor meget af den is smelter.
4. Når en person kommer ud af badning, er han relativt kold, fordi kroppen var kommet i ligevægt med det varme vand, og nu skal det komme i ligevægt med miljøet.
5. Når du ønsker at køle en kop kaffe, tilføje kold mælk til den.
6. Stoffer som smør er meget følsomme over for temperaturændringer, og med meget kort tid i kontakt med miljøet ved naturlig temperatur kommer de i ligevægt og smelter.
7. Ved at lægge din hånd på et koldt gelænder i en tid, bliver hånden koldere.
8. En krukke med et kilo is smelter langsommere end en anden med et kvart kilo af den samme is. Dette frembringes ved hjælp af ligningen, hvor massen bestemmer egenskaberne for den termiske ligevægt.
9. Når en isterning placeres i et glas vand, opstår der også en termisk ligevægt. Den eneste forskel er, at ligevægt indebærer en ændring af tilstanden, fordi den går gennem 100 ° C, hvor vandet går fra et fast stof til en væske.
10. Tilsæt koldt vand til en hastighed på varmt vand, hvor ligevægt opnås meget hurtigt ved en temperatur koldere end den oprindelige.

Følg med: