- Hvad er termisk ligevægt?
- Hvad er termisk ligevægt?
- Termisk ligevægtsformel
- Termodynamikkens nullov
- Eksempler på termisk ligevægt
Vi forklarer, hvad termisk ligevægt er, hvad den består af, og hvad dens formel er. Også termodynamikkens nullov og eksempler.
Hvad er termisk ligevægt?
Ifysisk, Termisk ligevægt kaldes den tilstand, hvor to legemer i kontakt, eller adskilt af en ledende overflade, udligner deres oprindeligt forskellige temperaturer på grund af overførsel af varme fra den ene til den anden.
Hvis vi har to genstande i kontakt, den ene varmere end den anden, vil begge med tiden have tendens til at nå samme temperatur, og hvis der ikke er nogen overførsel af varme over for andre objekter, vil de fremover opretholde en termisk ligevægt, dvs temperatur konstant.
Hvad er termisk ligevægt?
Dette fænomen kan forklares mikroskopisk, idet man forstår, at temperaturen på objekter er direkte relateret til Kinetisk energi gennemsnittet af dinepartikler, væreatomer, molekyler, eller dem, der bør overvejes. Dette gennemsnit er det, der almindeligvis kaldes "intern energi" i fysik, så jo højere kinetisk energi, jo højere indre energi og jo højere temperatur i systemet.
To kroppe i kontakt udveksler energi efterhånden som tiden går. Og dermed nås det termiske ligevægtspunkt, når den kinetiske energi af begge legemer er ens, så begge legemer begynder at fungere som et enkelt termodynamisk system, udstyret med den samme mængde indre energi og derfor temperatur.
Termisk ligevægtsformel
Udtrykket for termisk ligevægt involverer beregningen af temperaturforskellen mellem de to legemer, så mængden af varme (Q), som de udveksler, skal bestemmes.
Dette bestemmes ved hjælp af formlen Q = m. Ce. Δt, hvor m vil væremasse af kroppen, Ce suspecifik varme udtrykt i cal / gr ° C, og Δt er temperaturvariationen, det vil sige: Δt = tf - ti, endelig tid minus initial tid.
Når varmen Q for hvert legeme er blevet beregnet, kan vi sammenligne dem, vel vidende at den termiske ligevægt opstår i ligheden mellem temperaturerne mellem krop 1 og krop 2. For at nå termisk ligevægt er den varme, som det koldeste legeme får. Det er den ene at den varmeste krop taber, så Q1 = Q2, det vil sige, opnået varme = varmetabt.
Termodynamikkens nullov
Dette princip kommer til udtryk i termodynamikkens såkaldte nullov, som blev udtrykt i 1931 af R. H. Fowler som følger: ”Hvis to systemer A og B findes, hver for sig, i termisk ligevægt med en tredjedel. system, som vi vil kalde C, så er A og B også i termisk ligevægt med hinanden ”.
Det vil sige: hvis A = C og B = C, så er A = B.
Takket være dette princip, centreret om termodynamikkens matematiske formulering, er det kendt, hvad Maxwell udtrykte i ord på denne måde: "Al varme er af samme type."
Eksempler på termisk ligevægt
Her er nogle simple eksempler på termisk ligevægt:
- Når vi træder ind i et varmt rum, opfatter vi varmen fraluft umiddelbart men givet en margin påvejr, vil vores krop udveksle varme med luften og vil indgå i termisk ligevægt med den, så vi holder op med at opfatte forskellen i temperatur.
- Hvis vi indfører en glasbeholder med koldt vand i en større med kogende vand, vil varmestrømmen mellem de to afkøle det varme vand og opvarme den kolde, indtil den når et mellemliggende niveau af termisk ligevægt.
- Produkterne, som vi har i vores køkkenfryser, er i termisk ligevægt i forhold til den frosne luft imellem dem, så de alle deler samme temperatur.