שיווי משקל תרמי, הנקרא גם שיווי משקל תרמודינמי, הוא כאשר שני גופים או חומרים מגיעים ל אותה טמפרטורה.
מושג תרמודינמיקה זה קשור להעברת חום ספונטנית (אנרגיה תרמית) המתרחשת בין שני גופים במגע.
בתהליך זה, הגוף החם יותר מעביר חום לגוף הקריר יותר עד ששניהם נמצאים באותה טמפרטורה.
תוכנית העברת חום
חילופי האנרגיה בין שני גופים (אנרגיית חום) מביאים לאובדן אנרגיה תרמית מהגוף החם יותר ולעלייה באנרגיה מהגוף הקריר יותר.
דוגמא
כדוגמה נוכל להזכיר את תערובת הקפה החם עם חלב קר. למרות שיש להם טמפרטורות התחלתיות שונות, תוך זמן קצר הגוף החם ביותר (קפה) מעביר אנרגיה תרמית לזו הקרה ביותר (חלב). לפיכך, התערובת הופכת פושרת כתוצאה משיווי משקל תרמי.
בהנחה שקפה היה 50 מעלות צלזיוס וחלב ב -20 מעלות צלזיוס, ניתן להגיע לשיווי משקל תרמי כאשר שניהם נמצאים ב 35 מעלות צלזיוס.
ממרח חום
חשוב לציין כי חום הוא חילופי האנרגיה והעברתו יכולה להתרחש בשלוש דרכים:
- הולכה תרמית: עלייה באנרגיה קינטית;
- הסעה תרמית: יצירת זרמי הסעה;
- הקרנה תרמית: באמצעות גלים אלקטרומגנטיים.
סוגי התפשטות חום
קרא עוד: ממרח חום.
נוּסחָה
כדי לחשב את האיזון התרמי, משתמשים בנוסחה הבאה:
ש1 + ש2 + ש3... = 0 אוֹ ΣQ = 0
להיות,
ש: כמות חום (טמפרטורת גוף)
לפיכך אנו יודעים שסכום כל האנרגיות התרמיות הוא אפסי.
או חום הגיוני זה קשור לשינוי הטמפרטורה של הגופים. זה מחושב על ידי הנוסחה הבאה:
ש = m. ç. Δθ
איפה,
ש: כמות חום הגיונית (סיד או J)
M: מסת גוף (גרם או ק"ג)
ç: חום ספציפי של החומר (cal / g ° C או J / Kg ° C)
Δθ: וריאציה בטמפרטורה (° C או K)
קרא גם עלקלורימטריהוחום וטמפרטורה.
תרגילי בחינת כניסה עם משוב
1. (מקנזי) כאשר אנו מערבבים 1.0 ק"ג מים (חום ספציפי רגיש = 1.0 ק"ג / גרם צלזיוס) ב 70 מעלות צלזיוס עם 2.0 ק"ג מים ב -10 מעלות צלזיוס, נקבל 3.0 ק"ג מים ב:
א) 10 מעלות צלזיוס
ב) 20 מעלות צלזיוס
ג) 30 מעלות צלזיוס
ד) 40 מעלות צלזיוס
ה) 50 מעלות צלזיוס
חלופה ג) 30 מעלות צלזיוס
2. (UFP-RS) שקול את ההצהרות הבאות:
אני. כאשר שני גופים נמצאים בשיווי משקל תרמי, לשניהם יש אותה כמות חום.
II. כאשר שני גופים נמצאים בשיווי משקל תרמי, לשניהם הטמפרטורה זהה.
III. חום הוא העברת הטמפרטורה מגוף אחד לאחר.
IV. חום הוא סוג של אנרגיה במעבר.
מההצהרות שלעיל ניתן לומר כי:
א) I, II, III ו- IV נכונים
ב) I, II, III נכונים
ג) I, II ו- IV נכונים
ד) II ו- IV נכונים
ה) II ו- III נכונים
חלופה ד) II ו- IV נכונות
3. (FATEC-SP) מערכת A נמצאת בשיווי משקל תרמי עם B אחר וזה לא נמצא בשיווי משקל תרמי עם C. אחר אז אנחנו יכולים לומר את זה:
א) למערכות A ו- C יש אותה כמות חום.
ב) הטמפרטורה של A שונה מזו של B.
ג) למערכות A ו- B טמפרטורה זהה.
ד) הטמפרטורה של B שונה מזו של C, אך ל- C יכולה להיות אותה טמפרטורה כמו במערכת A.
ה) אף אחד מהאמור לעיל.
חלופה ג) למערכות A ו- B יש את אותה הטמפרטורה.
4. (UFV-MG) כאשר שני גופים מחומרים שונים נמצאים בשיווי משקל תרמי, מבודדים מהסביבה, ניתן לומר כי:
א) הכי חם יש הכי פחות מסה.
ב) למרות המגע, הטמפרטורות שלהם לא משתנות.
ג) החם ביותר מספק חום לקרים ביותר.
ד) הקור ביותר מספק חום לחמים ביותר
ה) הטמפרטורות שלהם תלויות בצפיפותן.
חלופה ב) למרות המגע, הטמפרטורות שלהם לא משתנות.
5. (UFScar-SP) שני גופים A ו- B, עם מסות mה בב, הם בתחילה בטמפרטורות tה ואתב, בהתאמה, עם tה tב. ברגע נתון הם מובאים למגע תרמי. לאחר שהגענו לשיווי משקל תרמי, יהיה לנו:
א) ט'ה> ט'ב
ב) ט'א ג) ט'א = ט'ב
ד) נ.ד.
חלופה ג) ט'א = ט'ב
ראה גם את ההגדרה שלאיזון בפיזיקה.
