• Какво е топлинно равновесие?
• Какво е топлинно равновесие?
• Формула за топлинно равновесие
• Нулев закон на термодинамиката
• Примери за топлинно равновесие

Обясняваме какво е топлинно равновесие, от какво се състои и каква е неговата формула. Също така, нулевият закон на термодинамиката и примери.

След определено време два обекта в контакт ще достигнат една и съща температура.

Какво е топлинно равновесие?

Вфизически, Топлинно равновесие се нарича състоянието, при което две тела в контакт или разделени от проводяща повърхност, изравняват първоначално различни температури, поради пренос на топлина от едното към другото.

Ако имаме два обекта в контакт, единият е по-горещ от другия, с течение на времето и двата ще имат тенденция да достигнат една и съща температура и ако няма пренос на топлина спрямо други обекти, отсега нататък те ще поддържат топлинно равновесие, т.е температура постоянен.

Какво е топлинно равновесие?

Състоянието на топлинно равновесие възниква, когато кинетичната енергия е еднаква в двете тела.

Това явление може да се обясни микроскопски, като се разбере, че температурата на обектите е пряко свързана с Кинетична енергия средно от вашитечастици, бъдаатоми, молекули, или тези, които трябва да бъдат взети предвид. Тази средна стойност е това, което обикновено се нарича "вътрешна енергия" във физиката, така че колкото по-висока е кинетичната енергия, толкова по-висока е вътрешната енергия и по-висока е температурата на системата.

Две тела в контакт обменят енергия с течение на времето. И така, точката на топлинно равновесие се достига, когато кинетичната енергия на двете тела е равна, така че и двете тела започват да работят като единна термодинамична система, надарена с еднакво количество вътрешна енергия и следователно температура.

Формула за топлинно равновесие

Изразяването на термичното равновесие включва изчисляване на температурната разлика между двете тела, така че трябва да се определи количеството топлина (Q), което те обменят.

Това се определя по формулата Q = m. Ce. Δt, където m ще бъдемаса на тялото, Ce suспецифична топлина изразено в cal / gr ° C, а Δt е вариацията на температурата, тоест: Δt = tf - ti, крайно време минус първоначално време.

След като топлината Q за всяко тяло бъде изчислена, можем да ги сравним, знаейки, че термичното равновесие възниква при равенството на температурите между тяло 1 и тяло 2. За да се постигне топлинно равновесие, топлината, която най-студеното тяло получава. Това е че най-горещото тяло губи, така че Q1 = Q2, тоест получена топлина = загубена топлина.

Нулев закон на термодинамиката

Нулевият закон на термодинамиката може да бъде изразен като: ако A = C и B = C, тогава A = B.

Този принцип е изразен в така наречения нулев закон на термодинамиката, който е изразен през 1931 г. от Р. Х. Фаулър по следния начин: „Ако се открият две системи А и В, всяка поотделно, в топлинно равновесие с трета система, което ще наречем C, тогава A и B също са в топлинно равновесие един с друг.

Тоест: ако A = C и B = C, тогава A = B.

Благодарение на този принцип, съсредоточен върху математическата формулировка на термодинамиката, е известно какво Максуел е изразил с думи по следния начин: „Цялата топлина е от един и същи тип“.

Примери за топлинно равновесие

Ето няколко прости примера за топлинно равновесие:

• Когато влезем в топла стая, ние възприемаме топлината навъздух веднага, но предвид марж отметеорологично време, тялото ни ще обменя топлина с въздуха и ще влезе в топлинно равновесие с него, така че ще спрем да възприемаме разликата в температурата.
• Ако поставим стъклен съд със студена вода в по-голям с вряща вода, топлинният поток между двата ще охлади горещата вода и ще загрее студената, докато достигне междинно ниво на топлинно равновесие.
• Продуктите, които имаме в нашия кухненски фризер, са в топлинно равновесие по отношение на замръзналия въздух между тях, така че всички те споделят една и съща температура.