Термичното равновесие се случва, когато две тела - първоначално при различни температури - влизат в контакт и след процес на пренос на топлина, достигне същата температура.
Топлината, името, дадено на топлинната енергия във физиката, винаги се прехвърля от най-горещото тяло към най-студеното тяло и когато телата достигнат еднаква температура, топлинният поток между тях се спира.
Ако няма обмен на топлина с околната среда, количеството топлина, загубено от едното тяло, е равно на количеството топлина, погълнато от другото.
Изображение: илюстрация на две тела в термично равновесие след контакт.
Същото може да се случи и с тяло, чиито части са с различни температури. Когато цялото тяло достигне една и съща температура, то ще бъде в термично равновесие.
Топлина
В ежедневния език думата топлина е свързана с усещането в тялото ни, когато температурата е висока. Във физиката значението на топлината е различно. В този случай топлината е топлинна енергия в движение.
Телата са съставени от частици и топлината се определя от степента на разклащане на тези частици. Тоест, колкото по-голямо е раздвижването на неговите молекули, толкова по-голяма е топлинната енергия или топлината.
Топлината се измерва в джаул (J) или калории (вар). Калорията е количеството енергия, необходимо за повишаване с 1 ° C, 1 g вода. Връзката между тези мерни единици е: 1 кал = 4,186 j.
Как се случва топлинното равновесие?
Когато две тела са с различни температури, техните молекули са с различна степен на възбуда. Молекулите на тялото с по-висока температура са по-развълнувани, а по-ниската температура по-малко развълнувани.
Когато влязат в контакт, тялото с най-висока температура ще предава топлинна енергия на другото, докато и двете достигнат една и съща температура, която се нарича термично равновесие. За да го улесним, нека помислим за пример:
За да направите желатин, трябва да смесите праха във вряща вода и след това да поставите същото количество вода при стайна температура. Вода, която е при 100 ° C, ще влезе в контакт с вода със стайна температура и ще предава топлина, докато цялата течност в контейнера има еднаква температура.
Ако нямаше обмен на топлина с околната среда, крайната температура щеше да бъде точно средната за двете температури. Вижте примера:
Вода при 100 ° C + вода при 25 ° C = 125 ° C
Тази стойност, разделена на 2, ще бъде равна на 62,5 °. Тъй като обаче сместа губи енергия за околната среда, тази температура на практика ще бъде малко по-ниска.
термометърът
Когато трябва да измерим телесната температура, използваме термометър. Това устройство ни съобщава температурата с термодинамичен баланс между тялото и термометъра.
Когато термометърът достигне същата температура като нашето тяло, той спира да предава топлина и в някои случаи издава звуков сигнал, за да ви уведоми, че потокът е спрял. И така, ние знаем дали имаме треска или не.
знам повече за специфична топлина и температура.
Начини за пренос на топлина
Енергията под формата на топлина може да се предава от едно тяло на друго по три начина: проводимост, конвекция и излъчване.
Шофиране
Проводимостта възниква, когато енергията се прехвърля от молекула на молекула. Молекулите с по-голямо вълнение влизат в контакт с молекули с по-малко възбуда и увеличават скоростта си на движение.
Ако държите метална лъжица в единия край и докоснете другия край до огъня, след няколко минути можете да изгорите ръката си. Това е така, защото молекулите, разбъркани от огъня, карат останалите молекули да се разбъркват, довеждайки топлинна енергия към всички прибори за хранене - увеличавайки температурата му.
Конвекция
Конвекцията се случва с газообразни или течни вещества, които пренасят топлината чрез токове. кръгови форми, които се образуват поради разликата в плътността на горещата и студената част на a вещество.
Такъв е случаят с нагряване на вода в тенджера. Частта от водата, която е най-близо до огъня, ще се загрее първо, тъй като плътността на горещата вода е по-ниска, тя ще се издигне в тигана и най-студената част от водата ще слезе, като по този начин се образува кръгово течение от конвекция.
Облъчване
При облъчването не е необходимо да има контакт между телата, за да се разпространява енергията, както се получава при проводимост или конвекция. В този случай топлинната енергия се разпространява от едно тяло в друго чрез електромагнитни вълни. Тялото, което получава топлина, се нарича приемник, а това, което излъчва, се нарича излъчвател.
Ето как слънцето затопля планетата Земя. Както знаем, слънцето е много далеч от Земята, тоест няма контакт. Топлината, която достига до Земята и гарантира живот на планетата, се предава чрез радиация, чрез електромагнитни вълни.
Вижте също значението на топлина и Термална енергия.
