थर्मल इक्विलिब्रियम क्या है? सूत्र, उदाहरण और अभ्यास

ऊष्मीय संतुलन, जिसे थर्मोडायनामिक संतुलन भी कहा जाता है, तब होता है जब दो शरीर या पदार्थ substances तक पहुंचते हैं समान तापमान.

ऊष्मप्रवैगिकी की यह अवधारणा सहज गर्मी हस्तांतरण (थर्मल ऊर्जा) से संबंधित है जो संपर्क में दो निकायों के बीच होती है।

इस प्रक्रिया में, गर्म शरीर गर्मी को ठंडे शरीर में तब तक स्थानांतरित करता है जब तक कि दोनों एक ही तापमान पर न हों।

गर्मी हस्तांतरण योजना

दो निकायों (ऊष्मीय ऊर्जा) के बीच ऊर्जा के आदान-प्रदान के परिणामस्वरूप गर्म शरीर से तापीय ऊर्जा की हानि होती है और ठंडे शरीर से ऊर्जा में लाभ होता है।

उदाहरण

उदाहरण के तौर पर, हम ठंडे दूध के साथ गर्म कॉफी के मिश्रण का उल्लेख कर सकते हैं। यद्यपि उनके प्रारंभिक तापमान अलग-अलग होते हैं, थोड़े समय में सबसे गर्म शरीर (कॉफी) तापीय ऊर्जा को सबसे ठंडे (दूध) में स्थानांतरित करता है। इस प्रकार, तापीय संतुलन के परिणामस्वरूप मिश्रण गुनगुना हो जाता है।

यह मानते हुए कि कॉफी 50 डिग्री सेल्सियस पर और दूध 20 डिग्री सेल्सियस पर था, थर्मल संतुलन तब होता है जब दोनों 35 डिग्री सेल्सियस पर होते हैं।

गर्मी फैलाना

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि ऊष्मा ऊर्जा का आदान-प्रदान है और इसका स्थानांतरण तीन तरीकों से हो सकता है:

• तापीय चालकता: गतिज ऊर्जा में वृद्धि;
• थर्मल संवहन: संवहन धाराओं का निर्माण;
• थर्मल विकिरण: विद्युत चुम्बकीय तरंगों के माध्यम से।

ऊष्मा प्रसार के प्रकार

अधिक पढ़ें: गर्मी फैलाना.

सूत्र

थर्मल बैलेंस की गणना के लिए, निम्न सूत्र का उपयोग किया जाता है:

क्यू₁ + क्यू₂ + क्यू₃... = 0 या क्यू = 0

होना,

क्यू: ऊष्मा की मात्रा (शरीर का तापमान)

इस प्रकार, हम जानते हैं कि सभी तापीय ऊर्जाओं का योग शून्य है।

हे समझदार गर्मी यह निकायों के तापमान भिन्नता से संबंधित है। इसकी गणना निम्न सूत्र द्वारा की जाती है:

क्यू = एम। सी। Δθ

कहा पे,

क्यू: समझदार गर्मी की मात्रा (चूना या जे)
म: शरीर द्रव्यमान (जी या किग्रा)
सी: पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा (cal/g°C या J/Kg°C)
Δθ: तापमान भिन्नता (डिग्री सेल्सियस या के)

इसके बारे में भी पढ़ेंउष्मामितितथागर्मी और तापमान.

फीडबैक के साथ प्रवेश परीक्षा अभ्यास

1. (मैकेंज़ी) जब हम 70°C पर 1.0 kg पानी (संवेदनशील विशिष्ट ऊष्मा = 1.0 cal/g°C) और 10°C पर 2.0 kg पानी मिलाते हैं, तो हमें 3.0 kg पानी प्राप्त होता है:

ए) 10 डिग्री सेल्सियस
बी) 20 डिग्री सेल्सियस
सी) 30 डिग्री सेल्सियस
डी) 40 डिग्री सेल्सियस
ई) 50 डिग्री सेल्सियस

उत्तर देखो

वैकल्पिक सी) 30 डिग्री सेल्सियस

2. (यूएफपी-आरएस) निम्नलिखित कथनों पर विचार करें:

मैं। जब दो पिंड ऊष्मीय संतुलन में होते हैं, तो उन दोनों में समान मात्रा में ऊष्मा होती है।
द्वितीय. जब दो पिंड तापीय साम्य में होते हैं, तो उन दोनों का तापमान समान होता है।
III. गर्मी एक शरीर से दूसरे शरीर में तापमान का स्थानांतरण है।
चतुर्थ। ऊष्मा पारगमन में ऊर्जा का एक रूप है।

उपरोक्त कथनों से यह कहा जा सकता है कि:

a) I, II, III और IV सही हैं
बी) I, II, III सही हैं
ग) I, II और IV सही हैं
d) II और IV सही हैं
ई) II और III सही हैं

उत्तर देखो

विकल्प d) II और IV सही हैं

3. (FATEC-SP) एक सिस्टम A दूसरे B के साथ थर्मल संतुलन में है और यह दूसरे C के साथ थर्मल संतुलन में नहीं है। तो, हम कह सकते हैं कि:

a) सिस्टम A और C में समान मात्रा में ऊष्मा होती है।
बी) ए का तापमान बी से अलग है।
c) सिस्टम A और B का तापमान समान होता है।
d) B का तापमान C से भिन्न होता है, लेकिन C का तापमान सिस्टम A के समान ही हो सकता है।
ई) उपरोक्त में से कोई नहीं।

उत्तर देखो

वैकल्पिक c) सिस्टम A और B का तापमान समान होता है।

4. (यूएफवी-एमजी) जब विभिन्न सामग्रियों के दो निकाय पर्यावरण से पृथक थर्मल संतुलन में होते हैं, तो यह कहा जा सकता है कि:

a) सबसे कम द्रव्यमान वाला सबसे गर्म है।
बी) संपर्क के बावजूद, उनका तापमान भिन्न नहीं होता है।
c) सबसे गर्म सबसे ठंडे को गर्मी प्रदान करता है।
d) सबसे ठंडा सबसे गर्म को गर्मी प्रदान करता है
e) उनका तापमान उनके घनत्व पर निर्भर करता है।

उत्तर देखो

वैकल्पिक बी) संपर्क के बावजूद, उनका तापमान भिन्न नहीं होता है।

5. (UFScar-SP) दो पिंड A और B, द्रव्यमान m. के साथ में_ख, शुरू में तापमान t. पर हैं और आप_ख, क्रमशः, t. के साथ तो_ख. एक निश्चित क्षण में, उन्हें थर्मल संपर्क में लाया जाता है। ऊष्मीय संतुलन तक पहुँचने के बाद, हमारे पास होगा:

a) t'a> t'b
बी) टी'ए सी) टी'ए = टी'बी
घ) एन.डी.ए.

उत्तर देखो

वैकल्पिक ग) t'a = t'b

की परिभाषा भी देखेंभौतिकी में संतुलन.