რა არის თერმული წონასწორობა? ფორმულა, მაგალითი და სავარჯიშოები

თერმული წონასწორობა, რომელსაც ასევე თერმოდინამიკურ წონასწორობას უწოდებენ, როდესაც ორი სხეული ან ნივთიერება აღწევს იგივე ტემპერატურა.

თერმოდინამიკის ეს კონცეფცია უკავშირდება სპონტანურ სითბოს გადაცემას (თერმული ენერგია), რომელიც ხდება ორ კონტაქტურ სხეულს შორის.

ამ პროცესში თბილი სხეული გადასცემს სითბოს გაგრილებულ სხეულს მანამ, სანამ ორივე ერთ ტემპერატურაზე არ იქნება.

სითბოს გადაცემის სქემა

ენერგიის გაცვლა ორ სხეულს შორის (სითბოს ენერგია) იწვევს თბილი სხეულის თერმული ენერგიის დაკარგვას და გაგრილებული სხეულიდან ენერგიის მოპოვებას.

მაგალითი

მაგალითისთვის, შეგვიძლია ცხელი ყავის ნარევი ცივი რძით აღვნიშნოთ. მიუხედავად იმისა, რომ მათ აქვთ განსხვავებული საწყისი ტემპერატურა, მოკლე დროში ყველაზე ცხელი სხეული (ყავა) გადასცემს თერმულ ენერგიას ყველაზე ცივს (რძეს). ამრიგად, ნარევი თბილი ხდება თერმული წონასწორობის შედეგად.

თუ ჩავთვლით, რომ ყავა იყო 50 ° C, ხოლო რძე 20 ° C, თერმული წონასწორობა მიიღწევა, როდესაც ორივე 35 ° C ტემპერატურაზეა.

სითბოს გავრცელება

მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ სითბო არის ენერგიის გაცვლა და მისი გადაცემა შეიძლება მოხდეს სამი გზით:

• თერმული კონდუქცია: კინეტიკური ენერგიის ზრდა;
• თერმული კონვექცია: კონვექციური დენების შექმნა;
• თერმული დასხივება: ელექტრომაგნიტური ტალღების საშუალებით.

სითბოს გამრავლების სახეები

Წაიკითხე მეტი: სითბოს გავრცელება.

ფორმულა

თერმული ბალანსის გამოსათვლელად გამოიყენება შემდეგი ფორმულა:

Q₁ + Q₂ + Q₃... = 0 ან ΣQ = 0

ყოფნა,

Q: სითბოს რაოდენობა (სხეულის ტემპერატურა)

ამრიგად, ჩვენ ვიცით, რომ ყველა თერმული ენერგიის ჯამი ნულის ტოლია.

ო გონივრული სიცხე ეს დაკავშირებულია სხეულების ტემპერატურულ ცვალებადობასთან. იგი გამოითვლება შემდეგი ფორმულით:

Q = მ ჩ Δθ

სად

Q: გრძნობადი სითბოს რაოდენობა (ცაცხვი ან J)
მ: სხეულის მასა (გ ან კგ)
ჩ: ნივთიერების სპეციფიკური სითბო (cal / g ° C ან J / Kg ° C)
Δθ: ტემპერატურის ცვალებადობა (° C ან K)

ასევე წაიკითხეთ ამის შესახებკალორიმეტრიადასითბო და ტემპერატურა.

მისაღები გამოცდის სავარჯიშოები უკუკავშირით

1. (მაკენზი) როდესაც 1.0 კგ წყალს (მგრძნობიარე სპეციფიკური სითბო = 1.0 კალ / გ ° C) 70 ° C ტემპერატურაზე ავურიოთ 2.0 კგ წყალი 10 ° C ტემპერატურაზე, მივიღებთ 3.0 კგ წყალს შემდეგ ტემპერატურაზე:

ა) 10 ° C
ბ) 20 ° C
გ) 30 ° C
დ) 40 ° C
ე) 50 ° C

იხილეთ პასუხი

ალტერნატივა გ) 30 ° C

2. (UFP-RS) განვიხილოთ შემდეგი განცხადებები:

ᲛᲔ. როდესაც ორი სხეული თერმული წონასწორობაშია, მათ ორივეს ერთნაირი სითბო აქვს.
II როდესაც ორი სხეული თერმული წონასწორობაშია, ორივეს ერთი და იგივე ტემპერატურა აქვს.
III სითბო არის ტემპერატურის გადატანა ერთი სხეულიდან მეორეზე.
IV სითბო არის ენერგიის ფორმა ტრანზიტის დროს.

ზემოაღნიშნული განცხადებებიდან შეიძლება ითქვას, რომ:

ა) I, II, III და IV სწორია
ბ) I, II, III სწორია
გ) I, II და IV სწორია
დ) II და IV სწორია
ე) II და III სწორია

იხილეთ პასუხი

ალტერნატივა დ) II და IV სწორია

3. (FATEC-SP) A სისტემა თერმული წონასწორობაშია სხვა B– სთან და ეს არ არის თერმული წონასწორობა სხვა C– სთან. ასე რომ, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ:

ა) A და C სისტემებს აქვთ სითბოს იგივე რაოდენობა.
ბ) A ტემპერატურა განსხვავდება B- სგან.
გ) A და B სისტემებს აქვთ იგივე ტემპერატურა.
დ) B ტემპერატურა განსხვავდება C– სგან, მაგრამ C– ს შეიძლება ჰქონდეს იგივე ტემპერატურა, როგორც A სისტემაში.
ე) არც ერთი ჩამოთვლილი.

იხილეთ პასუხი

ალტერნატივა გ) A და B სისტემებს აქვთ იგივე ტემპერატურა.

4. (UFV-MG) როდესაც სხვადასხვა მასალის ორი სხეული თერმული წონასწორობაშია, იზოლირებულია გარემოდან, შეიძლება ითქვას, რომ:

ა) ყველაზე ცხელია ყველაზე ნაკლები მასა.
ბ) კონტაქტის მიუხედავად, მათი ტემპერატურა არ იცვლება.
გ) ყველაზე ცხელი უზრუნველყოფს სიცხეს ყველაზე ცივს.
დ) ყველაზე ცივი უზრუნველყოფს სითბოს ყველაზე ცხელს
ე) მათი ტემპერატურა დამოკიდებულია მათ სიმკვრივეზე.

იხილეთ პასუხი

ალტერნატივა ბ) კონტაქტის მიუხედავად, მათი ტემპერატურა არ იცვლება.

5. (UFScar-SP) ორი სხეული A და B, მასებით m წელს_ბ, თავდაპირველად არიან t ტემპერატურაზე და შენ_ბ, შესაბამისად, თ ტ_ბ. მოცემულ მომენტში, ისინი თერმული კონტაქტით ხდებიან. თერმული წონასწორობის მიღწევის შემდეგ გვექნება:

ა) t’a> t’b
ბ) t’a გ) t’a = t’b
დ) ნ.დ.ა.

იხილეთ პასუხი

ალტერნატივა გ) t’a = t’b

აგრეთვე განმარტებაბალანსი ფიზიკაში.