Приклади теплової рівноваги

Поставивши в контакт два тіла, які знаходяться в різному температури, той, що гарячіший, віддає частину своєї енергії тому, хто має меншу температуру, до точки, коли обидві температури рівні.

Ця ситуація відома як теплова рівновага, і це якраз той стан, при якому температури двох тіл, які спочатку мали різні температури, рівні. Трапляється, що при вирівнюванні температур тепловий потік припиняється, і тоді досягається рівноважна ситуація.

Теоретично, теплова рівновага є фундаментальною в тому, що називають нульовим законом або Нульовий принцип термодинаміки, що пояснює, що якщо дві окремі системи одночасно перебувають у тепловій рівновазі з третьою системою, вони знаходяться в тепловій рівновазі між собою. Цей Закон є основоположним для всієї дисципліни термодинаміки, якою є галузь фізики який займається описом станів рівноваги на макроскопічному рівні.

Рівноважна кількість теплоти

рівняння що породжує кількісну оцінку кількості теплоти, яка обмінюється при передачах між тілами, має вигляд:

Q = M * C * ΔT

Q - кількість теплоти, виражена в калорій, M - маса досліджуваного тіла, C - питоме тепло тіла, а ΔT - різниця температур.

У ситуації рівноваги маса і питома теплоємність зберігають своє початкове значення, але різниця температура стає 0, тому що саме рівноважна ситуація, коли немає змін в температури.

Температура рівноваги

Іншим важливим рівнянням для ідеї теплової рівноваги є те, яке прагне виразити температуру, яка уніфікована система. Прийнято, що коли система частинок N1, яка знаходиться при температурі T1, контактує з іншою Система частинок N2, яка знаходиться при температурі T2, рівноважна температура отримується за допомогою формула:

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

Таким чином видно, що коли обидві підсистеми мають однакову кількість частинок, рівноважна температура знижується до середнього значення між двома початковими температурами. Це можна узагальнити для зв’язків між більш ніж двома підсистемами.

Приклади теплової рівноваги

Ось кілька прикладів ситуацій, коли настає теплова рівновага:

1. Вимірювання температури тіла за допомогою термометра працює так. Тривала тривалість, яку термометр повинен контактувати з тілом, щоб мати можливість кількісно визначити справді градуси температури обумовлені саме часом, необхідним для досягнення рівноваги тепловий.
2. продуктів які продаються «натурально», могли пройти через холодильник. Однак через деякий час поза холодильником, контактуючи з природним середовищем, вони досягли з ним теплової рівноваги.
3. Постійність льодовиків на Русі морів а на полюсах це приватний випадок теплової рівноваги. Точно, попередження щодо глобальне потепління вони мають багато спільного з підвищенням температури морів, а потім із тепловою рівновагою, де більша частина цього льоду тане.
4. Коли людина виходить з купання, їй відносно холодно, тому що тіло прийшло в рівновагу з гарячою водою, і тепер воно має прийти в рівновагу з навколишнім середовищем.
5. Охолоджуючи чашку кави, додаючи в неї холодного молока.
6. Такі речовини, як вершкове масло, дуже чутливі до змін температури, і за дуже короткий час при контакті з навколишнім середовищем при природній температурі вони приходять у рівновагу і плавляться.
7. Поклавши руку на холодні перила, на деякий час вона стає холоднішою.
8. Банка з кілограмом морозива буде танути повільніше, ніж інша, з чвертю кілограма такого ж морозива. Це отримується за допомогою рівняння, в якому маса визначає характеристики теплової рівноваги.
9. Коли кубик льоду поміщають у склянку з водою, також настає теплова рівновага. Єдина відмінність полягає в тому, що рівновага передбачає зміну стану, оскільки вона проходить через 100 ° C, де вода переходить із твердого речовини в рідину.
10. Додайте холодну воду до швидкості гарячої води, де рівновага дуже швидко досягається при температурі, холоднішій від вихідної.

Слідуйте за: