• Što je toplinska ravnoteža?
• Što je toplinska ravnoteža?
• Formula toplinske ravnoteže
• Nulti zakon termodinamike
• Primjeri toplinske ravnoteže

Objašnjavamo što je toplinska ravnoteža, od čega se sastoji i koja je njegova formula. Također, nulti zakon termodinamike i primjeri.

Nakon određenog vremena, dva predmeta u kontaktu će postići istu temperaturu.

Što je toplinska ravnoteža?

Ufizički, Toplinska ravnoteža naziva se stanje u kojem dva tijela u dodiru, ili odvojena vodljivom površinom, izjednače svoje početno različite temperature, zbog prijenosa topline s jednog na drugo.

Ako imamo dva objekta u kontaktu, jedan topliji od drugog, kako vrijeme prolazi, oba će težiti da dosegnu istu temperaturu i, ako nema prijenosa toplina prema drugim objektima, od sada će održavati toplinsku ravnotežu, odnosno a temperatura konstantno.

Što je toplinska ravnoteža?

Stanje toplinske ravnoteže nastaje kada je kinetička energija jednaka u oba tijela.

Ovaj se fenomen može objasniti mikroskopski, shvaćajući da je temperatura objekata izravno povezana s Kinetička energija prosjek vašegčestice, bitiatoma, molekule, ili one koje treba uzeti u obzir. Taj prosjek je ono što se u fizici obično naziva "unutarnja energija", pa što je kinetička energija veća, to je veća unutarnja energija i viša temperatura sustava.

Dva tijela u kontaktu izmjenjuju energiju kako vrijeme prolazi. Dakle, točka toplinske ravnoteže je postignuta kada je kinetička energija oba tijela jednaka, tako da oba tijela počinju djelovati kao jedinstven termodinamički sustav, obdaren istom količinom unutarnje energije, a time i temperature.

Formula toplinske ravnoteže

Izraz toplinske ravnoteže uključuje izračun temperaturne razlike između dvaju tijela, pa se mora odrediti količina topline (Q) koju razmjenjuju.

To se određuje pomoću formule Q = m. Ce. Δt, gdje će m bitimasa tijela, Ce suodređena toplina izraženo u cal/gr°C, a Δt je varijacija temperature, odnosno: Δt = tf - ti, konačno vrijeme minus početno vrijeme.

Nakon što je izračunata toplina Q za svako tijelo, možemo ih usporediti znajući da se toplinska ravnoteža javlja u jednakosti temperatura između tijela 1 i tijela 2. Da bi se postigla toplinska ravnoteža, toplina koju dobije najhladnije tijelo To je da najtoplije tijelo gubi, pa Q1 = Q2, odnosno dobivena toplina = izgubljena toplina.

Nulti zakon termodinamike

Nulti zakon termodinamike može se izraziti kao: ako je A = C i B = C, onda je A = B.

Ovaj princip je izražen u takozvanom Zero zakonu termodinamike, koji je 1931. izrazio R. H. Fowler na sljedeći način: „Ako se dva sustava A i B nađu, svaki zasebno, u toplinskoj ravnoteži s trećim sustav, što ćemo nazvati C, tada su A i B također u toplinskoj ravnoteži jedni s drugima”.

To jest: ako je A = C i B = C, onda je A = B.

Zahvaljujući ovom principu, usredotočenom na matematičku formulaciju termodinamike, poznato je što je Maxwell riječima izrazio na ovaj način: "Sva toplina je istog tipa."

Primjeri toplinske ravnoteže

Evo nekoliko jednostavnih primjera toplinske ravnoteže:

• Kada uđemo u toplu prostoriju, opažamo toplinuzrak odmah, ali s obzirom na marginu odvrijeme, naše tijelo će izmjenjivati ​​toplinu sa zrakom i s njim će ući u toplinsku ravnotežu pa ćemo prestati opažati razliku u temperaturi.
• Ako staklenu posudu s hladnom vodom unesemo u veću s kipućom vodom, toplinski tok između njih će hladiti toplu vodu, a zagrijavati hladnu, sve dok se ne postigne srednja razina toplinske ravnoteže.
• Proizvodi koje imamo u našem kuhinjskom zamrzivaču su u toplinskoj ravnoteži u odnosu na smrznuti zrak između njih, tako da svi dijele istu temperaturu.