Exempel på termisk jämvikt
Miscellanea / / July 04, 2021
Genom att sätta två kroppar i kontakt som skiljer sig åt temperaturer, den som är varmare ger en del av sin energi till den med lägre temperatur, till den punkt där båda temperaturerna är lika.
Denna situation är känd som termisk jämvikt, och det är just det tillstånd där temperaturerna i två kroppar som ursprungligen hade olika temperaturer är lika. Det händer att när temperaturen utjämnas upphängs värmeflödet och sedan uppnås jämviktssituationen.
Teoretiskt sett är termisk jämvikt grundläggande i det som kallas nollagen eller Nollprincip för termodynamik, vilket förklarar att om två separata system är samtidigt i termisk jämvikt med ett tredje system, är de i termisk jämvikt med varandra. Denna lag är grundläggande för hela termodynamikens disciplin gren av fysik som handlar om att beskriva jämviktstillstånden på en makroskopisk nivå.
Jämviktsvärmemängd
De ekvation som ger upphov till kvantifiering av mängden värme som utbyts i överföringarna mellan kropparna, har formen:
Q = M * C * AT
Q är mängden värme uttryckt i
kalorier, M massan av den kropp som studeras, C den specifik värme av kroppen och AT temperaturskillnaden.I en jämviktssituation behåller massan och den specifika värmen sitt ursprungliga värde, men skillnaden mellan temperaturen blir 0 eftersom just jämviktssituationen där det inte finns några förändringar i temperatur.
Jämviktstemperatur
En annan viktig ekvation för idén om termisk jämvikt är den som försöker uttrycka den temperatur som enhetligt system. Det accepteras att när ett system av N1-partiklar, som ligger vid temperaturen T1, kommer i kontakt med en annan systemet med N2-partiklar som är vid temperaturen T2, erhålls jämviktstemperaturen med hjälp av formel:
(N1 * T1 + N2 * T2) / (N1 + N2)
På detta sätt kan man se att när båda delsystemen har samma antal partiklar, minskas jämviktstemperaturen till ett medelvärde mellan de två initiala temperaturerna. Detta kan generaliseras för relationer mellan mer än två delsystem.
Exempel på termisk jämvikt
Här är några exempel på situationer där termisk jämvikt uppstår:
- Att mäta kroppstemperaturen via en termometer fungerar på det sättet. Den långvariga varaktigheten som termometern måste ha i kontakt med kroppen för att kunna kvantifiera sant beror temperaturgraderna just på den tid det tar att nå jämvikt termisk.
- De Produkter som säljs ”naturligt” kunde ha gått genom ett kylskåp. Men efter en tid utanför kylskåpet, i kontakt med den naturliga miljön, nådde de termisk jämvikt med det.
- Glaciärernas beständighet i hav och vid polerna är det ett speciellt fall av termisk jämvikt. Exakt varningarna om Global uppvärmning de har mycket att göra med en ökning av havstemperaturen och sedan en termisk jämvikt där mycket av den isen smälter.
- När en person kommer ut ur badet är han relativt kall eftersom kroppen hade kommit i jämvikt med det varma vattnet, och nu måste den komma i jämvikt med miljön.
- När du vill kyla en kopp kaffe, tillsätt kall mjölk till den.
- Ämnen som smör är mycket känsliga för temperaturförändringar och med mycket kort tid i kontakt med miljön vid naturlig temperatur kommer de i jämvikt och smälter.
- Genom att lägga handen på ett kallt räcke, blir handen kallare.
- En burk med ett kilo glass smälter långsammare än en annan med en fjärdedel kilo av samma glass. Detta produceras av ekvationen där massan bestämmer egenskaperna för den termiska jämvikten.
- När en isbit placeras i ett glas vatten uppstår också en termisk jämvikt. Den enda skillnaden är att jämvikt innebär en förändring av tillståndet, eftersom det går igenom 100 ° C där vattnet går från ett fast ämne till en vätska.
- Tillsätt kallt vatten till en hastighet med varmt vatten, där jämvikt uppnås mycket snabbt vid en temperatur kallare än originalet.
Följ med: