Voorbeelden van thermisch evenwicht

Door twee lichamen met elkaar in contact te brengen die op verschillende temperaturen, degene die heter is, geeft een deel van zijn energie aan degene met de laagste temperatuur, tot het punt waarop beide temperaturen gelijk zijn.

Deze situatie staat bekend als: thermisch evenwicht, en het is precies de toestand waarin de temperaturen van twee lichamen die aanvankelijk verschillende temperaturen hadden gelijk zijn. Het komt voor dat wanneer de temperaturen gelijk worden, de warmtestroom wordt onderbroken en dan wordt de evenwichtssituatie bereikt.

Theoretisch is thermisch evenwicht fundamenteel in wat bekend staat als de nulwet of de Nulprincipe van thermodynamica, wat verklaart dat als twee afzonderlijke systemen tegelijkertijd in thermisch evenwicht zijn met een derde systeem, ze in thermisch evenwicht met elkaar zijn. Deze wet is van fundamenteel belang voor de hele discipline van de thermodynamica, die de tak van de natuurkunde die zich bezighoudt met het beschrijven van de evenwichtstoestanden op macroscopisch niveau.

Evenwichtswarmte hoeveelheid

De vergelijking die aanleiding geeft tot de kwantificering van de hoeveelheid warmte die wordt uitgewisseld bij de overdrachten tussen de lichamen, heeft de vorm:

Q = M * C * T

Q is de hoeveelheid warmte uitgedrukt in calorieën, M de massa van het bestudeerde lichaam, C de specifieke hitte van het lichaam, en ΔT het temperatuurverschil.

In een evenwichtssituatie behouden de massa en de soortelijke warmte hun oorspronkelijke waarde, maar het verschil van temperatuur wordt 0 omdat juist de evenwichtssituatie waarin er geen veranderingen zijn temperatuur.

Evenwichtstemperatuur

Een andere belangrijke vergelijking voor het idee van thermisch evenwicht is degene die probeert de temperatuur uit te drukken die de verenigd systeem. Er wordt aangenomen dat wanneer een systeem van N1-deeltjes, dat op temperatuur T1 is, in contact komt met een ander systeem van N2-deeltjes dat op temperatuur T2 is, de evenwichtstemperatuur wordt verkregen door middel van de formule:

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

Op deze manier kan worden gezien dat wanneer beide subsystemen hetzelfde aantal deeltjes hebben, wordt de evenwichtstemperatuur verlaagd tot een gemiddelde tussen de twee begintemperaturen. Dit kan worden gegeneraliseerd voor relaties tussen meer dan twee subsystemen.

Voorbeelden van thermisch evenwicht

Hier zijn enkele voorbeelden van situaties waarin thermisch evenwicht optreedt:

1. Het meten van de lichaamstemperatuur met een thermometer werkt op die manier. De langdurige duur die de thermometer in contact moet hebben met het lichaam om te kunnen kwantificeren waar, de temperatuurgraden zijn precies het gevolg van de tijd die nodig is om een ​​evenwicht te bereiken thermisch.
2. De producten die ‘al natural’ worden verkocht, hadden door een koelkast kunnen gaan. Na enige tijd buiten de koelkast, in contact met de natuurlijke omgeving, bereikten ze echter een thermisch evenwicht ermee.
3. De duurzaamheid van gletsjers in de zeeën en aan de polen is het een bijzonder geval van thermisch evenwicht. Juist de waarschuwingen met betrekking tot de opwarming van de aarde ze hebben veel te maken met een stijging van de temperatuur van de zeeën, en vervolgens een thermisch evenwicht waar veel van dat ijs smelt.
4. Wanneer een persoon uit het bad komt, is hij relatief koud omdat het lichaam in evenwicht was gekomen met het warme water en nu moet het in evenwicht komen met de omgeving.
5. Als u een kopje koffie wilt koelen, voegt u er koude melk aan toe.
6. Stoffen zoals boter zijn erg gevoelig voor temperatuurveranderingen, en met een zeer korte tijd in contact met de omgeving bij natuurlijke temperatuur, komen ze in evenwicht en smelten.
7. Door je hand een tijdje op een koude reling te leggen, wordt de hand kouder.
8. Een pot met een kilo ijs zal langzamer smelten dan een andere met een kwart kilo van hetzelfde ijs. Dit wordt geproduceerd door de vergelijking waarin de massa de kenmerken van het thermisch evenwicht bepaalt.
9. Wanneer een ijsblokje in een glas water wordt geplaatst, treedt ook een thermisch evenwicht op. Het enige verschil is dat evenwicht een verandering van toestand impliceert, omdat het door 100 ° C gaat waar het water van een vaste stof naar een vloeistof gaat.
10. Voeg koud water toe aan een hoeveelheid heet water, waarbij het evenwicht zeer snel wordt bereikt bij een temperatuur die lager is dan het origineel.

Volgen met: