Hva er termisk likevekt? Formel, eksempel og øvelser

Termisk likevekt, også kalt termodynamisk likevekt, er når to legemer eller stoffer når samme temperatur.

Dette begrepet termodynamikk er relatert til den spontane varmeoverføringen (termisk energi) som oppstår mellom to legemer i kontakt.

I denne prosessen overfører den varmere kroppen varmen til den kjøligere kroppen til begge har samme temperatur.

varmeoverføringsordning

Utvekslingen av energi mellom to legemer (varmeenergi) resulterer i tap av termisk energi fra den varmere kroppen og gevinsten i energi fra den kjøligere kroppen.

Eksempel

Som et eksempel kan vi nevne blandingen av varm kaffe og kald melk. Selv om de har forskjellige innledende temperaturer, overfører den varmeste kroppen (kaffe) på kort tid termisk energi til den kaldeste (melk). Dermed blir blandingen lunken som et resultat av termisk likevekt.

Forutsatt at kaffe var ved 50 ° C og melk ved 20 ° C, oppnås termisk likevekt når begge er ved 35 ° C.

varmeutbredelse

Det er viktig å merke seg at varme er utveksling av energi, og overføringen kan skje på tre måter:

• termisk ledning: økning i kinetisk energi;
• termisk konveksjon: opprettelse av konveksjonsstrømmer;
• termisk bestråling: ved hjelp av elektromagnetiske bølger.

Typer av formering av varme

Les mer: varmeutbredelse.

Formel

For å beregne den termiske balansen, brukes følgende formel:

Q₁ + Q₂ + Q₃... = 0 eller ΣQ = 0

Å være,

Q: mengde varme (kroppstemperatur)

Dermed vet vi at summen av alle termiske energier er null.

O fornuftig varme det er relatert til kroppens temperaturvariasjon. Det beregnes etter følgende formel:

Q = m. ç. Δθ

Hvor,

Q: mengde fornuftig varme (kalk eller J)
m: kroppsmasse (g eller kg)
ç: spesifikk varme av stoffet (cal / g ° C eller J / Kg ° C)
Δθ: temperaturvariasjon (° C eller K)

Les også omKalorimetriogVarme og temperatur.

Inngangseksamen Øvelser med tilbakemelding

1. (Mackenzie) Når vi blander 1,0 kg vann (sensitiv spesifikk varme = 1,0 cal / g ° C) ved 70 ° C med 2,0 kg vann ved 10 ° C, får vi 3,0 kg vann ved:

a) 10 ° C
b) 20 ° C
c) 30 ° C
d) 40 ° C
e) 50 ° C

Se Svar

Alternativ c) 30 ° C

2. (UFP-RS) Vurder følgende utsagn:

JEG. Når to legemer er i termisk likevekt, har de begge samme mengde varme.
II. Når to legemer er i termisk likevekt, har de begge samme temperatur.
III. Varme er overføring av temperatur fra ett legeme til et annet.
IV. Varme er en form for energi under transport.

Fra utsagnene ovenfor kan det sies at:

a) I, II, III og IV er korrekte
b) I, II, III er korrekte
c) I, II og IV er korrekte
d) II og IV er korrekte
e) II og III er korrekte

Se Svar

Alternativ d) II og IV er riktige

3. (FATEC-SP) Et system A er i termisk likevekt med en annen B, og denne er ikke i termisk likevekt med en annen C. Så vi kan si det:

a) system A og C har samme varmemengde.
b) temperaturen på A er forskjellig fra B.
c) system A og B har samme temperatur.
d) temperaturen til B er forskjellig fra temperaturen til C, men C kan ha samme temperatur som i system A.
e) ingen av de ovennevnte.

Se Svar

Alternativ c) system A og B har samme temperatur.

4. (UFV-MG) Når to legemer av forskjellige materialer er i termisk likevekt, isolert fra omgivelsene, kan det sies at:

a) den hotteste er den med minst masse.
b) til tross for kontakten, varierer temperaturene ikke.
c) den varmeste gir varme til de kaldeste.
d) den kaldeste gir varme til de hotteste
e) temperaturene deres avhenger av dens tetthet.

Se Svar

Alternativ b) Til tross for kontakten, varierer temperaturene ikke.

5. (UFScar-SP) To kropper A og B, med masser m_DE i_B, er opprinnelig ved temperaturer t_DE og du_Bhenholdsvis med t_DE t_B. I et gitt øyeblikk bringes de i termisk kontakt. Etter å ha oppnådd termisk likevekt vil vi ha:

a) t’a> t’b
b) t’a c) t’a = t’b
d) n.a.

Se Svar

Alternativ c) t’a = t’b

Se også definisjonen avBalanse i fysikk.