Echilibrul termic se întâmplă atunci când două corpuri - inițial la temperaturi diferite - intră în contact și după un proces de transfer de căldură, ating aceeasi temperatura.
Căldura, denumirea dată energiei termice în fizică, este întotdeauna transferată de la cel mai fierbinte corp la cel mai rece corp, iar când corpurile ating aceeași temperatură, fluxul de căldură dintre ele este suspendat.
Dacă nu există schimb de căldură cu mediul, cantitatea de căldură pierdută de un corp este egală cu cantitatea de căldură absorbită de celălalt.
Imagine: ilustrare a două corpuri în echilibru termic după contact.
La fel se poate întâmpla și cu un corp ale cărui părți sunt la temperaturi diferite. Când întregul corp atinge aceeași temperatură, acesta va fi în echilibru termic.
Căldură
În limbajul cotidian, cuvântul căldură este legat de senzația din corpul nostru atunci când temperatura este ridicată. În fizică, sensul căldurii este diferit. Căldura, în acest caz, este energie termică în mișcare.
Corpurile sunt compuse din particule, iar căldura este determinată de gradul de agitație al acestor particule. Adică, cu cât agitația moleculelor sale este mai mare, cu atât este mai mare energia termică sau căldura.
Căldura se măsoară în joule (J) sau calorii (var). Caloria este cantitatea de energie necesară pentru a crește cu 1 ° C, 1g de apă. Relația dintre aceste unități de măsură este: 1 cal = 4,186 j.
Cum se întâmplă echilibrul termic?
Când două corpuri sunt la temperaturi diferite, moleculele lor sunt la diferite grade de agitație. Moleculele corpului cu temperatură mai ridicată sunt mai agitate și temperatura inferioară mai puțin agitate.
Când intră în contact, corpul cu cea mai mare temperatură va transfera energia termică către celălalt, până când ambii ating aceeași temperatură, ceea ce se numește echilibru termic. Pentru a face mai ușor, să ne gândim la un exemplu:
Pentru a face gelatină trebuie să amestecați pulberea în apă clocotită și apoi să puneți aceeași cantitate de apă la temperatura camerei. Apa care se află la 100 ° C va intra în contact cu apa la temperatura camerei și va transfera căldură, până când tot lichidul din recipient are aceeași temperatură.
Dacă nu ar exista schimb de căldură cu mediul, temperatura finală ar fi exact media celor două temperaturi. Vezi exemplul:
Apă la 100 ° C + apă la 25 ° C = 125 ° C
Această valoare împărțită la 2 ar fi egală cu 62,5 °. Cu toate acestea, deoarece amestecul pierde energie pentru mediu, această temperatură, în practică, va fi puțin mai scăzută.
termometrul
Când trebuie să măsurăm temperatura corpului, folosim un termometru. Acest dispozitiv ne spune temperatura cu echilibru termodinamic între corp și termometru.
Când termometrul atinge aceeași temperatură ca și corpul nostru, acesta încetează să mai transfere căldură și, în unele cazuri, emite semnale sonore pentru a vă informa că fluxul s-a oprit. Și așa, știm dacă avem febră sau nu.
știu mai multe despre căldura specifică și temperatura.
Modalități de transmitere a căldurii
Energia sub formă de căldură poate fi transmisă de la un corp la altul în trei moduri: conducție, convecție și radiații.
Conducere
Conducerea apare atunci când energia este transferată de la moleculă la moleculă. Moleculele cu agitație mai mare vin în contact cu molecule cu agitație mai mică și le cresc viteza de mișcare.
Dacă țineți o lingură de metal la un capăt și atingeți celălalt capăt de foc, puteți în câteva momente să vă ardeți mâna. Acest lucru se datorează faptului că moleculele agitate de foc determină agitarea celorlalte molecule, aducând energie termică la toate tacâmurile - crescându-i temperatura.
Convecție
Convecția are loc cu substanțe gazoase sau lichide, care transferă căldura prin curenți. forme circulare care se formează datorită diferenței de densitate a părților calde și reci ale unei substanţă.
Acesta este cazul unui vas de încălzire a apei. Partea de apă cea mai apropiată de foc se va încălzi mai întâi, deoarece densitatea apei calde este mai mică, aceasta va crește în tigaie și cea mai rece parte a apei va coborî, formând astfel un curent circular de convecție.
Iradiere
În iradiere nu este necesar să existe contact între corpuri pentru ca energia să se propage, așa cum se întâmplă în conducție sau convecție. În acest caz, energia termică este propagată de la un corp la altul prin unde electromagnetice. Corpul care primește căldură se numește receptor și cel care emite se numește emițător.
Așa soarele încălzește planeta Pământ. După cum știm, soarele este foarte departe de Pământ, adică nu există contact. Căldura care ajunge pe Pământ și garantează viața pe planetă este transmisă prin radiații, prin unde electromagnetice.
Vezi și semnificația căldură și Energie termală.
