Примери топлотне равнотеже

Стављањем два тела у контакт која су различита температуре, онај који је топлији даје део своје енергије ономе са мање температуре, до тачке када су обе температуре једнаке.

Ова ситуација је позната као топлотна равнотежа, а управо је стање у којем су температуре два тела која су у почетку имала различите температуре једнаке. Дешава се да када се температуре изједначе, проток топлоте се заустави, а затим се постигне равнотежно стање.

Теоретски, топлотна равнотежа је фундаментална у ономе што је познато као Нулти закон или Нулти принцип термодинамике, што објашњава да ако су два одвојена система истовремено у топлотној равнотежи са трећим системом, они су у међусобној топлотној равнотежи. Овај закон је основни за целокупну дисциплину термодинамике, која је грана физике која се бави описивањем стања равнотеже на макроскопском нивоу.

Равнотежна количина топлоте

Тхе једначина која доводи до квантификације количине топлоте која се размењује у преносима између тела, има облик:

К = М * Ц * ΔТ

К је количина топлоте изражена у

калорија, М маса тела које се проучава, Ц тхе специфична топлота тела, а ΔТ температурна разлика.

У равнотежној ситуацији, маса и специфична топлота задржавају своју првобитну вредност, али разлика од температура постаје 0 јер управо равнотежна ситуација у којој нема промена температура.

Равнотежна температура

Друга важна једначина за идеју топлотне равнотеже је она која жели да изрази температуру коју обједињени систем. Прихваћено је да систем Н1 честица који је на температури Т1 дође у контакт са другим система честица Н2 који је на температури Т2, равнотежна температура се добија помоћу формула:

(Н1 * Т1 + Н2 * Т2) / (Н1 + Н2)

На овај начин се види да када оба подсистема имају исти број честица, равнотежна температура је смањена на просек између две почетне температуре. Ово се може генерализовати за везе између више од два подсистема.

Примери топлотне равнотеже

Ево неколико примера ситуација у којима долази до топлотне равнотеже:

1. Мерење телесне температуре помоћу термометра делује на тај начин. Продужено трајање које термометар мора имати у контакту са телом да би могао да се квантификује тачно су степени температуре управо због времена потребног за постизање равнотеже термичка.
2. Тхе производи који се продају „природно“ могли су да прођу кроз фрижидер. Међутим, после извесног времена изван фрижидера, у контакту са природним окружењем, постигли су топлотну равнотежу са њим.
3. Сталност глечера у мора а на половима је то посебан случај топлотне равнотеже. Тачно, упозорења у вези са глобално загревање имају много везе са порастом температуре мора, а затим и топлотном равнотежом где се већи део тог леда топи.
4. Када особа изађе из купања, релативно јој је хладно јер је тело дошло у равнотежу са топлом водом, а сада мора да дође у равнотежу са околином.
5. Када желите да охладите шољу кафе, додајте јој хладно млеко.
6. Супстанце као што је путер врло су осетљиве на промене температуре и врло кратким временом у контакту са околином на природној температури долазе у равнотежу и топе се.
7. Стављањем руке на хладну ограду, неко време рука постаје хладнија.
8. Тегла са килограмом сладоледа истопиће се спорије од друге са четврт килограма истог сладоледа. То се добија једначином у којој маса одређује карактеристике топлотне равнотеже.
9. Када се коцка леда стави у чашу воде, долази и до топлотне равнотеже. Једина разлика је у томе што равнотежа подразумева промену стања, јер пролази кроз 100 ° Ц где вода прелази из чврсте у течност.
10. Додајте хладну воду у стопу топле воде, где се равнотежа постиже врло брзо на температури хладнијој од првобитне.

Пратите са: