Hőegyensúly
Elmagyarázzuk, mi a termikus egyensúly, mi az, és milyen képletet használ. Ezen felül a termodinamika nulla törvénye és példák.
Mi a termikus egyensúly?
A fizikában azt az állapotot, amelyben két mechanikus érintkezésben lévő vagy vezetőképes felülettel elválasztott test megegyezik eredetileg eltérő hőmérsékleteikkel, az egyik hő besugárzása miatt, hőegyensúlynak nevezzük . a másik felé, amíg el nem éri az egyensúlyt.
Ha két tárgyunk van érintkezésben, az egyik melegebb, mint a másik, az idő múlásával mindkettő ugyanazt a hőmérsékletet fogja elérni, és ha más tárgyak felé nem veszít hő, akkor mostantól megtartják a termikus egyensúlyt, azaz egy hőmérsékletet állandó.
Ez szolgálhat Önnek: Hővezető képesség.
Mi a termikus egyensúly?
Ez a jelenség mikroszkopikusan magyarázható, először megértve, hogy a tárgyak hőfokának (hőmérsékletének) a részecskék átlagos kinetikai energiájához kapcsolódik, legyen szó akár atomokról, molekulákról, akár azokról, amelyeket figyelembe kell venni. Ezt az átlagot nevezik a fizikában általánosan "belső energiának", így minél nagyobb a kinetikus energia, annál nagyobb a belső energia és annál magasabb a rendszer hőmérséklete .
Az, hogy a kinetikus energia nem-helyhez kötött (ami nem feltétlenül marad a tárgyon belül), megérthető, hogy az érintkezésbe kerülő két test az idő múlásával továbbra is energiát cserél . Így érhető el a termikus egyensúly pontja, amikor a két test közötti megosztott kinetikus energia eloszlik az egész rendszerben, azaz mindkét test számára, amelyek egységes termodinamikai rendszerként működnek, és azonos mennyiségű belső energia és ezért a hőmérséklet.
Termikus egyensúlyi képlet
A termikus egyensúly kifejezését Celsius-fokban adják meg, mint bármely hőmérsékletet, és a két test közötti hőmérsékleti különbség kiszámításának eredménye, tehát először meg kell határozni az egyes hőveszteségeket (Q).
Ezt a Q = m képlettel lehet meghatározni. Ce. Δt, ahol m a test tömege, Ce fajlagos hője mészben kifejezve / gr ° C-ban kifejezve, és Δt a hőmérséklet-változás, azaz: Δt = tf - ti, a végső idő mínusz a kezdeti idő.
Miután kiszámítottuk az egyes testekre vonatkozó Q értéket, összehasonlíthatjuk azokat, tudva, hogy a termikus egyensúly az 1. test és a 2. test közötti hőmérsékleti egyenlőségben következik be, úgy, hogy Q1 = Q2, azaz elért hő = elvesztett hő . A hő, amelyet a leghidegebb test nyer, az az hő, amelyet a legforróbb test veszít .
A termodinamika nulla törvénye
Ezt az elvet a termodinamika úgynevezett nulla törvénye fejezi ki, amelyet RH Fowler 1931-ben fejezte ki az alábbiak szerint: Ha két A és B rendszer egymástól függetlenül egyensúlyban van Termikus egy harmadik rendszerrel, amelyet C-nek nevezünk, majd A és B szintén termikus egyensúlyban vannak egymás között.
Vagyis: ha A = C és B = C, akkor A = B.
Ennek a termodinamika matematikai megfogalmazására összpontosító elvnek köszönhetően ismert, hogy Maxwell a következő szavakkal fejeződött ki : „ Minden hő azonos típusú” .
Példák a termikus egyensúlyra
Íme néhány egyszerű példa a termikus egyensúlyra:
- Amikor egy nagyon forró helyiségbe lépünk, érzékeljük a közvetlen levegő hőjét, de adott időtartamon belül testünk megszokja és megteremti a termikus egyensúlyt a szobával, így megállunk érzékeli a hőmérsékleti különbséget.
- Ha egy hidegvizes üvegtartályt egy nagyobb, forrásban lévő vízzel készítünk, akkor a kettő közötti hőmérséklet-áramlás lehűti a forró vizet és melegíti a hideget, amíg el nem éri az egyensúlyi szintet Köztes kerámia.
- A konyha fagyasztójában található termékek termikus egyensúlyban vannak a közöttük levő fagyasztott levegővel kapcsolatban, hogy mindegyik hőmérséklete megegyezzen.
