熱平衡とは何ですか? 公式、例、演習

熱力学的平衡とも呼ばれる熱平衡は、2つの物体または物質が 同じ温度.

この熱力学の概念は、接触している2つの物体間で発生する自発的な熱伝達(熱エネルギー)に関連しています。

このプロセスでは、両方が同じ温度になるまで、暖かいボディが冷たいボディに熱を伝達します。

熱平衡スキーム

熱伝達スキーム

2つの物体間のエネルギー交換(熱エネルギー)により、暖かい物体からの熱エネルギーが失われ、冷たい物体からのエネルギーが増加します。

一例として、ホットコーヒーとコールドミルクの混合物について言及することができます。 初期温度は異なりますが、短時間で最も熱い体(コーヒー)が最も冷たい体(ミルク)に熱エネルギーを伝達します。 したがって、混合物は熱平衡の結果としてぬるま湯になります。

コーヒーが50°C、ミルクが20°Cであると仮定すると、両方が35°Cのときに熱平衡に達します。

熱バランス

熱の広がり

熱はエネルギーの交換であり、その伝達は3つの方法で発生する可能性があることに注意することが重要です。

  • 熱伝導:運動エネルギーの増加;
  • 熱対流:対流の生成;
  • 熱照射:電磁波による。
熱の広がり

熱伝播の種類

続きを読む: 熱の広がり.

熱収支を計算するには、次の式を使用します。

Q1 + Q2 + Q3... = 0 または ΣQ= 0

であること、

Q:熱量(体温)

したがって、すべての熱エネルギーの合計がゼロであることがわかります。

O 顕熱 それは体の温度変化に関係しています。 次の式で計算されます。

Q = m。 ç。 Δθ

どこ、

Q:顕熱量(ライムまたはJ)
m:体重(gまたはkg)
ç:物質の比熱(cal / g°CまたはJ / Kg°C)
Δθ:温度変化(°CまたはK)

についても読む熱量測定そして熱と温度.

フィードバック付き入試演習

1. (マッケンジー)70°Cで1.0 kgの水(敏感な比熱= 1.0 cal / g°C)を10°Cで2.0 kgの水と混合すると、次の場所で3.0kgの水が得られます。

a)10°C
b)20°C
c)30°C
d)40°C
e)50°C

代替案c)30°C

2. (UFP-RS)次のステートメントを検討してください。

私。 2つの物体が熱平衡にあるとき、それらは両方とも同じ量の熱を持っています。
II。 2つの物体が熱平衡にあるとき、それらは両方とも同じ温度になります。
III。 熱とは、ある物体から別の物体への温度の移動です。
IV。 熱は輸送中のエネルギーの一形態です。

上記のステートメントから、次のように言うことができます。

a)I、II、III、IVは正しい
b)I、II、IIIは正しい
c)I、II、IVは正しい
d)IIとIVは正しい
e)IIとIIIは正しい

代替案d)IIとIVは正しい

3. (FATEC-SP)システムAは別のBと熱平衡にあり、このシステムは別のCと熱平衡にありません。 したがって、次のように言うことができます。

a)システムAとCの熱量は同じです。
b)Aの温度がBの温度と異なる。
c)システムAとBの温度は同じです。
d)Bの温度はCの温度とは異なりますが、CはシステムAと同じ温度にすることができます。
e)上記のいずれでもない。

代替案c)システムAとBの温度は同じです。

4. (UFV-MG)異なる材料の2つの物体が熱平衡にあり、環境から隔離されている場合、次のように言えます。

a)最もホットなのは質量が最も少ないものです。
b)接触にもかかわらず、それらの温度は変化しません。
c)最も熱いものが最も冷たいものに熱を提供します。
d)最も冷たいものが最も熱いものに熱を提供します
e)それらの温度はそれらの密度に依存します。

代替案b)接触にもかかわらず、それらの温度は変化しません。

5. (UFScar-SP)質量mの2つの物体AとBTHEB、最初は温度tですTHE あなたもB、それぞれ、tTHE tB. ある瞬間に、それらは熱的に接触します。 熱平衡に達した後、次のようになります。

a)t’a> t’b
b)t’a c)t’a = t’b
d)n.d.a。

代替案c)t’a = t’b

の定義も参照してください物理学のバランス.

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