Šilumos pusiausvyros pavyzdžiai

Sukeldami du skirtingus kūnus temperatūros, karštesnė energiją atiduoda tam, kurio temperatūra yra žemesnė, iki taško, kuriame abi temperatūros yra vienodos.

Ši situacija yra žinoma kaip šiluminė pusiausvyra, ir būtent būsena, kurioje dviejų kūnų, kurių temperatūra pradžioje buvo skirtinga, temperatūra yra vienoda. Būna, kad kai temperatūra susilygina, šilumos srautas sustabdomas ir tada pasiekiama pusiausvyros padėtis.

Teoriškai šiluminė pusiausvyra yra pagrindinė, vadinama nuliniu dėsniu arba Nulinis termodinamikos principas, kuris paaiškina, kad jei dvi atskiros sistemos yra tuo pačiu metu šilumos pusiausvyroje su trečiąja sistema, jos yra šilumos pusiausvyroje viena su kita. Šis įstatymas yra pagrindinis visos termodinamikos disciplinos, kuri yra fizikos šaka kuriame kalbama apie pusiausvyros būsenų aprašymą makroskopiniame lygmenyje.

Pusiausvyros šilumos kiekis

The lygtis dėl kurio kiekybiškai įvertinamas šilumos kiekis, kuriuo keičiamasi perduodant kūnus, yra tokia:

Q = M * C * ΔT

Q yra šilumos kiekis, išreikštas

kalorijų, M tiriamo kūno masė, specifinė šiluma kūno, o ΔT - temperatūros skirtumas.

Pusiausvyros situacijoje masė ir savitoji šiluma išlaiko savo pradinę vertę, tačiau skirtumas yra temperatūra tampa 0, nes būtent pusiausvyros situacija, kai nėra pokyčių temperatūra.

Pusiausvyros temperatūra

Kita svarbi šiluminės pusiausvyros idėjos lygtis yra ta, kuri siekia išreikšti temperatūrą, kuri yra vieninga sistema. Priimta, kad kai N1 dalelių sistema, esanti T1 temperatūroje, liečiasi su kita N2 dalelių sistemos, esančios T2 temperatūroje, pusiausvyros temperatūra gaunama naudojant formulė:

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

Tokiu būdu galima pastebėti, kad kada tiek posistemių turi tą patį dalelių skaičių, pusiausvyros temperatūra sumažėja iki vidutinės dviejų pradinių temperatūrų. Tai galima apibendrinti santykiams tarp daugiau nei dviejų posistemių.

Šilumos pusiausvyros pavyzdžiai

Štai keletas situacijų, kai įvyksta šiluminė pusiausvyra, pavyzdžių:

1. Kūno temperatūros matavimas per termometrą veikia taip. Ilgesnė trukmė, kurią termometras turi turėti sąlytyje su kūnu, kad būtų galima kiekybiškai įvertinti tiesa temperatūros laipsnius lemia būtent pusiausvyrai pasiekti reikalingas laikas terminis.
2. The Produktai kurie parduodami „natūraliai“, galėjo praeiti per šaldytuvą. Tačiau po kurio laiko ne šaldytuve, susilietę su natūralia aplinka, jie su juo pasiekė šiluminę pusiausvyrą.
3. Ledynų pastovumas Juodkalnijoje jūrose o ašigaliuose tai yra konkretus šiluminės pusiausvyros atvejis. Tiksliai, perspėjimai apie visuotinis atšilimas jie turi daug bendro su jūrų temperatūros padidėjimu, o paskui šilumine pusiausvyra, kurioje ištirpsta didžioji dalis to ledo.
4. Kai žmogus išeina iš maudynių, jiems yra gana šalta, nes kūnas buvo subalansuotas su karštu vandeniu, o dabar jis turi būti pusiausvyroje su aplinka.
5. Jei norite atvėsinti puodelį kavos, į ją įpilkite šalto pieno.
6. Medžiagos, tokios kaip sviestas, yra labai jautrios temperatūros pokyčiams, o esant labai trumpam kontaktui su aplinka natūralioje temperatūroje, jos tampa pusiausvyros ir tirpsta.
7. Kurį laiką uždėjus ranką ant šaltų turėklų, ranka tampa šaltesnė.
8. Indelis su kilogramu ledų ištirps lėčiau nei kitas su ketvirtadaliu kilogramo tų pačių ledų. Tai gaunama iš lygties, kurioje masė lemia šiluminės pusiausvyros charakteristikas.
9. Įdėjus ledo kubelį į stiklinę vandens, atsiranda ir šiluminė pusiausvyra. Vienintelis skirtumas yra tas, kad pusiausvyra reiškia būsenos pasikeitimą, nes jis eina per 100 ° C, kai vanduo eina iš kietos į skystį.
10. Į karšto vandens normą įpilkite šalto vandens, kur pusiausvyra pasiekiama labai greitai esant šaltesnei nei originali temperatūrai.

Sekite su: