Exemplos de equilíbrio térmico

Ao colocar dois corpos em contato que estão em diferentes temperaturas, o que está mais quente dá parte de sua energia para o que tem menos temperatura, a ponto de ambas as temperaturas serem iguais.

Esta situação é conhecida como Equilíbrio térmico, e é precisamente o estado em que as temperaturas de dois corpos que inicialmente tinham temperaturas diferentes são iguais. Acontece que quando as temperaturas se igualam, o fluxo de calor é suspenso, e então a situação de equilíbrio é alcançada.

Teoricamente, o equilíbrio térmico é fundamental no que se conhece como Lei Zero ou a Princípio zero da termodinâmica, o que explica que se dois sistemas separados estão ao mesmo tempo em equilíbrio térmico com um terceiro sistema, eles estão em equilíbrio térmico um com o outro. Esta lei é fundamental para toda a disciplina da termodinâmica, que é a ramo da física que trata da descrição dos estados de equilíbrio em um nível macroscópico.

Quantidade de calor de equilíbrio

O equação que dá origem à quantificação da quantidade de calor que é trocada nas transferências entre os corpos, tem a forma:

Q = M * C * ΔT

Sendo Q a quantidade de calor expressa em calorias, M a massa do corpo em estudo, C a calor específico do corpo, e ΔT a diferença de temperatura.

Em uma situação de equilíbrio, a massa e o calor específico mantêm seu valor original, mas a diferença de a temperatura torna-se 0 porque precisamente a situação de equilíbrio onde não há mudanças no temperatura.

Temperatura de equilíbrio

Outra equação importante para a ideia de equilíbrio térmico é aquela que busca expressar a temperatura que o sistema unificado. É aceito que quando um sistema de partículas N1, que está na temperatura T1, entra em contato com outro sistema de partículas de N2 que está na temperatura T2, a temperatura de equilíbrio é obtida por meio do Fórmula:

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

Desta forma, pode-se ver que quando ambos os subsistemas têm o mesmo número de partículas, a temperatura de equilíbrio é reduzida a uma média entre as duas temperaturas iniciais. Isso pode ser generalizado para relacionamentos entre mais de dois subsistemas.

Exemplos de equilíbrio térmico

Aqui estão alguns exemplos de situações em que ocorre o equilíbrio térmico:

1. Medir a temperatura corporal por meio de um termômetro funciona dessa maneira. O tempo prolongado que o termômetro deve ter em contato com o corpo para poder quantificar verdade, os graus de temperatura são devidos precisamente ao tempo que leva para atingir o equilíbrio térmico.
2. O produtos que são vendidos 'al naturais' podem ter passado pela geladeira. Porém, após algum tempo fora da geladeira, em contato com o ambiente natural, alcançaram o equilíbrio térmico com ele.
3. A permanência das geleiras no mares e nos pólos é um caso particular de equilíbrio térmico. Precisamente, os alertas sobre o aquecimento global eles têm muito a ver com o aumento da temperatura dos mares e, em seguida, com o equilíbrio térmico onde muito desse gelo derrete.
4. Quando uma pessoa sai do banho, ela está relativamente fria porque o corpo entrou em equilíbrio com a água quente e agora deve estar em equilíbrio com o meio ambiente.
5. Ao procurar resfriar uma xícara de café, adicione leite frio a ela.
6. Substâncias como a manteiga são muito sensíveis às mudanças de temperatura e, com um tempo muito curto em contato com o meio ambiente em temperatura natural, entram em equilíbrio e derretem.
7. Ao colocar a mão em uma grade fria, por um tempo, a mão fica mais fria.
8. Um frasco com um quilo de sorvete derrete mais devagar do que outro com um quarto de quilo do mesmo sorvete. Isso é produzido pela equação em que a massa determina as características do equilíbrio térmico.
9. Quando um cubo de gelo é colocado em um copo d'água, também ocorre um equilíbrio térmico. A única diferença é que o equilíbrio implica uma mudança de estado, pois passa por 100 ° C onde a água passa de sólido para líquido.
10. Adicione água fria a uma taxa de água quente, onde o equilíbrio é alcançado muito rapidamente a uma temperatura mais fria do que a original.

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