밸런스열의 신체가 자신을 발견하는 상태 같은온도 그들의 주변보다. 이웃보다 더 높은 온도에있는 모든 신체는 둘 다 동일한 온도를 나타 내기 시작할 때까지 자발적으로 열을내는 경향이 있습니다.
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열 평형과 열역학 제로 법칙
열 평형은 열역학 제로 법칙의 핵심 개념입니다. 이러한 법칙은 두 개의 열역학 시스템이 그만큼 과 비, 세 번째 열역학 시스템과 열 평형 상태에 있으며, 씨, 그런 다음 그만큼 과 비 그들은 또한 열 평형에있을 것입니다.
열 평형에서 각 몸체의 최종 온도는 다음과 같아야합니다. T그만큼 = T비 = T씨
열역학 제로 법칙이 무엇을 확립하는지 확인하십시오.
“두 물체가 세 번째 물체와 열 평형 상태에 있다면 그 물체는 서로 열 평형을 이룰 것입니다.”
열 균형을 이해하는 또 다른 방법은 신체의 내부 에너지를 기반으로합니다. 내부 에너지 또는 단순히 열 에너지는 물리적 양입니다. 직접비례항 à 온도 몸의. 따라서 동일한 열역학 시스템 내에 온도가 다른 물체가 있으면 다른 모듈을 갖게됩니다. 내부 에너지는 에너지 사이에 차이가 없을 때까지 그 에너지의 일부를 전달합니다. 내부의. 내부 에너지가 무엇이며 그 속성이 무엇인지 더 알고 싶습니까? 기사에 액세스: 내부 에너지.
열과 열 균형
열전달은 온도가 가장 높은 신체에서 가장 낮은 온도의 신체로 항상 자발적으로 발생합니다. 열 형태의 에너지 전달은 다음과 같은 과정을 통해 발생할 수 있습니다. 운전, 전달 과 방사능.
운전: 특히 고체에서 발생하는 신체 간의 열 전달입니다. 이러한 유형의 전도에서는 질량 전달이 발생하지 않습니다. 이러한 유형의 열 전달은 예를 들어 금속에서 열 평형이 발생하는 방식을 설명합니다.
전달: 유체에서 발생하는 열 전달입니다. 이 열 전달 모드에서는 가열 된 유체가 이동함에 따라 질량 전달이 일어나 모든 유체가 열 평형에 도달 할 때까지 대류 전류를 형성합니다.
방사능: 전자파를 통해 열을 전달하는 것이므로 다른 온도에서 신체와 다른 신체 사이에 물리적 인 매개체가 없어도이 과정이 발생합니다. 이 경우 전달되는 열은 다음보다 적은 에너지를 가진 전자기파와 같습니다. 가시 광선, 따라서 열 복사, 적외선.
그림의 두 액체는 온도가 같아 질 때까지 서로 열을 전달합니다.
각 열 전달 과정이 어떻게 이루어지는 지 더 알고 싶으십니까? 기사에 액세스: 열 전파 과정.
현열
있을 때 차에온도 두 몸 사이, 또는 몸과 그 주변 사이에 자발적으로 열 교환이 이루어 지므로 고온의 몸체는 냉각되고 저온의 몸체는 모두 온도에 도달 할 때까지 가열됩니다. 에 밸런스열의.
서로 다른 온도에서 신체간에 교환되는 열의 양을 현열 이 금액은 아래 그림에 표시된 공식으로 계산할 수 있습니다.
큐 – 열 (라임 또는 J)
미디엄 – 질량 (g 또는 kg)
씨 -비열 (cal / gºC 또는 J / kg. 케이)
ΔT – 온도 변화 (° C 또는 K)
위의 공식에서 이름의 위대함을 강조하는 것이 중요합니다. 비열. 이러한 규모는 물질의 온도를 1 ° C로 변화시키기 위해 물질이 생성하거나 흡수해야하는 질량 당 에너지의 양. 예를 들어 순수한 물의 경우 정상 압력 조건에서 온도를 1ºC 씩 변경하려면 물 1g 당 1.0 칼로리가 필요합니다.
따라서 서로 열 접촉을 설정 한 모든 물질은 다음 조건에 도달하는 경향이 있습니다. 밸런스열의 그러나 시간이 지남에 따라 일부는 그렇게하기 위해 더 많은 양의 에너지를 필요로하며 이는 열 평형에 도달하기 위해 온도에 직접적인 영향을 미칩니다.
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잠열
주변과의 열 교환 중에 신체가 압력, 온도 및 체적을 제공하여 물리적 상태를 변화시킬 수 있습니다. 이러한 변화는 온도일정한 (불순물없이 단일 물질로 구성된 바디의 경우) 즉, 외부 환경에 열을 받거나 주더라도 이러한 바디의 온도는 변하지 않습니다.
이것은 교환 된 모든 에너지가이 경우 분자의 구조를 변경하는 데 사용되기 때문에 가능합니다. 에너지 장벽이 "극복"되고 모든 신체의 내용물이 다른 물리적 상태에있는 순간부터 물론 그 온도가 외부 온도와 같지 않는 한, 몸은 주변과 계속해서 열을 교환합니다.
영형 잠열 아래 그림에 표시된 공식으로 계산할 수 있습니다.
큐 – 잠열 (석회 또는 J)
미디엄 – 질량 (g 또는 kg)
엘 – 비 잠열 (cal / g 또는 J / kg)
열 평형 공식
우리가 무엇인지 알고 싶다면 온도에밸런스 일부 열역학 시스템의 경우 문제의 시스템을 체계외딴즉, 우리는이 시스템의 이웃과 교환되는 열의 양이 없다고 가정해야합니다.
이 조건에서 우리는이 시스템을 구성하는 몸체들 사이에서만 교환되는 열의 전체 양이 교환된다고 말할 수 있습니다. 열 손실 무시 예를 들어 컨테이너의 벽을 위해. 이 경우 컨테이너에 열용량 무시할 수 있습니다. 즉, 열을 흡수하지 않습니다.
다음과 같은 상황을 상상해보십시오. 열용량이 미미한 뜨거운 차 한잔에 얼음 조각을 붓습니다. 열 평형 온도를 결정하려면 시스템의 초기 조건을 아는 것 외에도 다음과 같은 몇 가지 사항을 고려해야합니다.
뜨거운 차가 얼음에주는 모든 열량은 컵의 열용량이 미미하기 때문에 얼음에 완전히 흡수됩니다.
우리는이 차 한잔이 닫힌 열역학 시스템으로 이해 될 수 있도록 공기와 다른 주변 환경에 대한 열 손실을 무시해야합니다.
이런 식으로 우리는 얼음이받는 열의 전체 양이 뜨거운 차에 의해 포기되었음을 확인할 수 있으며, 이를 통해 열 균형을 계산하는 공식을 작성했습니다.
큐아르 자형 –받은 열
큐씨 – 주어진 열
(Q씨)는 뜨거운 차가 그 안에 삽입 된 얼음 조각으로 전달되는 열의 양을 나타냅니다. 이미받은 열 (Q아르 자형)는이 얼음 조각이받은 열의 양입니다. 이 열량은 두 가지 특성을 갖습니다. 민감한 그리고 뜨겁다 숨어있는, 열 평형에 들어가기 위해 얼음 조각이 녹을 가능성이 있기 때문입니다.
열 평형 온도 결정
다음 상황에서 열 평형 온도를 결정 해 봅시다.
초기 온도 70 ° C에서 200ml (200g)의 차를 포함하는 열용량이 무시할 수있는 컵에는 -10 ° C의 온도에서 10g의 얼음이 공급됩니다. 시스템의 열 평형 온도를 결정합니다 (차의 비열이 물의 비열과 같다고 가정).
데이터:
씨물 = 1.0 cal / g ° C
씨빙 = 0.5 cal / g ° C
엘빙 = 80cal / g
먼저, 우리는 얼음이받는 모든 열이 차에 의해 주어 졌다고 생각합니다.
다음으로 어떤 형태의 열이 주어지고 받았는지 자세히 설명해야합니다.
차: 차는 현열 (Q에스), 그의 신체 상태는 변하지 않았기 때문입니다.
빙: 얼음은 초기에 -10 ° C 였기 때문에 현열 (Q에스) 온도가 0ºC가 될 때까지 잠열 (Q엘) 액화합니다. 액체가 된 후 잠열 (Q에스) 열 평형 (T에프) 차와 함께.
위에서 분석 한 내용을 방정식의 형태로 번역하면 다음과 같은 계산을 통해 해결할 수 있습니다.
위의 방정식에서 연습으로 제공된 데이터를 대체하여 다음 계산을 해결해야합니다.
위의 계산에 따르면 차 + 얼음 시스템의 평형 온도는 약 70.4 ° C 여야합니다.
열 균형 실험
두 물체 사이의 열 균형을 테스트하기 위해 몇 가지 실험을 수행 할 수 있습니다. 그러나 이들 중 가장 간단한 방법은 열량계 이것은 온도계. 열량계는 열용량이있는 단열 용기 (열의 통과를 허용하지 않음)입니다. 약무시할 수있는, 예를 들어 스티로폼이 늘어선 냄비처럼 좋은 단열재입니다.
열량계는 시스템 내부의 온도 변화를 측정하는 데 사용됩니다.
지구상의 열 균형과 생명
영형 밸런스열의 그것은 지상 생활에서 근본적인 역할을합니다. 지구 대기에 온실 가스가 존재하지 않으면 대부분의 열 복사 지구를 떠나 우주로 전파됩니다. 시간이 지남에 따라 지구 전체에 엄청난 냉각이 발생하여 바다가 시간이 지남에 따라 얼게됩니다.
또한 바다는 밸런스열의 행성의. 그 위대한 미덕으로 파스타 과 열특유한, 바다에는 거대한 생산 능력열의, 즉, 온도를 변경하려면 엄청난 양의 열을 받아야합니다. 이러한 이유로 그들은 행성의 온도를 매우 효율적으로 조절할 수 있습니다. 바다에서 멀리 떨어져 있고 물이 거의없는 지역은 일반적으로 넓습니다. 열 범위, 사막의 경우처럼 낮에는 매우 덥고 밤에는 얼어 붙습니다.
따라서 밸런스열의 그것은 행성의 물리적, 화학적 및 생물학적 과정을 유지하는 데 근본적으로 중요한 과정이므로 지구상의 생명체 존재에 필수적입니다.
나. Rafael Helerbrock
출처: 브라질 학교- https://brasilescola.uol.com.br/quimica/equilibrio-termico.htm
