Kesetimbangan termal terjadi ketika dua tubuh - awalnya pada suhu yang berbeda - bersentuhan dan setelah proses perpindahan panas, mencapai suhu yang sama.
Panas, nama yang diberikan untuk energi panas dalam fisika, selalu ditransfer dari benda terpanas ke benda terdingin, dan ketika benda mencapai suhu yang sama, aliran panas di antara mereka ditangguhkan.
Jika tidak ada pertukaran panas dengan lingkungan, jumlah panas yang hilang oleh satu tubuh sama dengan jumlah panas yang diserap oleh yang lain.
Gambar: ilustrasi dua benda dalam kesetimbangan termal setelah kontak.
Hal yang sama dapat terjadi pada benda yang bagian-bagiannya berada pada suhu yang berbeda. Ketika seluruh tubuh mencapai suhu yang sama, itu akan berada dalam kesetimbangan termal.
Panas
Dalam bahasa sehari-hari, kata panas berkaitan dengan sensasi dalam tubuh kita ketika suhu sedang tinggi. Dalam fisika, pengertian kalor berbeda. Panas dalam hal ini adalah energi panas dalam gerak.
Benda terdiri dari partikel dan panas ditentukan oleh tingkat agitasi partikel ini. Artinya, semakin besar agitasi molekulnya, semakin besar energi termal, atau panasnya.
Panas diukur dalam joule (J) atau kalori (kapur). Kalori adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk menaikkan 1°C, 1 gram air. Hubungan antara satuan ukuran ini adalah: 1 kal = 4,186 j.
Bagaimana kesetimbangan termal terjadi?
Ketika dua benda berada pada suhu yang berbeda, molekul mereka berada pada tingkat agitasi yang berbeda. Molekul-molekul dari benda yang bersuhu lebih tinggi lebih bergejolak dan yang bersuhu rendah kurang bergejolak.
Ketika mereka bersentuhan, tubuh dengan suhu tertinggi akan mentransfer energi panas ke yang lain, hingga keduanya mencapai suhu yang sama, yang disebut keseimbangan termal. Untuk membuatnya lebih mudah, mari kita pikirkan sebuah contoh:
Untuk membuat gelatin, Anda perlu mencampur bubuk dalam air mendidih dan kemudian memasukkan jumlah air yang sama pada suhu kamar. Air yang bersuhu 100 C akan bersentuhan dengan air pada suhu kamar dan akan memindahkan panas, sampai semua cairan dalam wadah memiliki suhu yang sama.
Jika tidak ada pertukaran panas dengan lingkungan, suhu akhir akan persis rata-rata dari dua suhu. Lihat contohnya:
Air pada 100 ° C + Air pada 25 ° C = 125 ° C
Nilai ini dibagi 2 akan sama dengan 62,5 °. Namun, karena campuran kehilangan energi ke lingkungan, suhu ini, dalam praktiknya, akan sedikit lebih rendah.
termometer
Ketika kita perlu mengukur suhu tubuh, kita menggunakan termometer. Perangkat ini memberitahu kita suhu dengan keseimbangan termodinamika antara tubuh dan termometer.
Ketika termometer mencapai suhu yang sama dengan tubuh kita, termometer berhenti mentransfer panas dan, dalam beberapa kasus, berbunyi bip untuk memberi tahu Anda bahwa alirannya telah berhenti. Jadi, kita tahu apakah kita demam atau tidak.
tahu lebih banyak tentang panas spesifik dan suhu.
Cara transmisi panas
Energi dalam bentuk panas dapat ditransmisikan dari satu benda ke benda lain melalui tiga cara: konduksi, konveksi, dan radiasi.
Menyetir
Konduksi terjadi ketika energi ditransfer dari molekul ke molekul. Molekul dengan agitasi yang lebih besar bersentuhan dengan molekul dengan agitasi yang lebih sedikit dan meningkatkan kecepatan gerakannya.
Jika Anda memegang sendok logam di salah satu ujungnya dan menyentuh ujung yang lain ke api, Anda bisa dalam beberapa saat membakar tangan Anda. Ini karena molekul yang diaduk oleh api menyebabkan molekul lain bergerak, membawa energi panas ke semua peralatan makan - meningkatkan suhunya.
Konveksi
Konveksi terjadi dengan zat gas atau cair, yang mentransfer panas melalui arus. bentuk lingkaran yang terbentuk karena perbedaan kerapatan bagian panas dan dingin dari a zat.
Ini adalah kasus panci pemanas air. Bagian air yang paling dekat dengan api akan memanas terlebih dahulu, karena massa jenis air panas lebih rendah, itu akan naik di panci dan bagian terdingin dari air akan turun, sehingga membentuk arus melingkar konveksi.
Penyinaran
Dalam iradiasi tidak perlu ada kontak antara tubuh agar energi menyebar, seperti yang terjadi dalam konduksi atau konveksi. Dalam hal ini, energi panas disebarkan dari satu benda ke benda lain melalui gelombang elektromagnetik. Tubuh yang menerima panas disebut penerima dan yang memancarkan disebut emitor.
Beginilah cara matahari menghangatkan planet Bumi. Seperti yang kita ketahui, matahari sangat jauh dari Bumi, yaitu tidak ada kontak. Panas yang mencapai Bumi dan menjamin kehidupan di planet ini ditransmisikan melalui radiasi, melalui gelombang elektromagnetik.
Lihat juga arti dari panas dan Energi termal.
