Тепловое равновесие наступает, когда два тела - изначально при разных температурах - они вступают в контакт и после процесса теплопередачи, достичь той же температуры.
Тепло - название, данное термической энергии в физике, - всегда передается от самого горячего тела к самому холодному телу, и когда тела достигают одинаковой температуры, тепловой поток между ними приостанавливается.
Если нет теплообмена с окружающей средой, количество тепла, теряемого одним телом, равно количеству тепла, поглощаемого другим.
Изображение: иллюстрация двух тел в тепловом равновесии после контакта.
То же самое может произойти с телом, части которого имеют разную температуру. Когда все тело достигнет одинаковой температуры, оно будет в тепловом равновесии.
Нагревать
На обыденном языке слово тепло связано с ощущением в нашем теле высокой температуры. В физике тепло имеет другое значение. Тепло в данном случае - это тепловая энергия в движении.
Тела состоят из частиц, а тепло определяется степенью перемешивания этих частиц. То есть, чем сильнее возбуждены его молекулы, тем больше тепловая энергия или тепло.
Тепло измеряется в джоуль (Дж) или же калорийность (лайм). Калорийность - это количество энергии, необходимое для повышения на 1 ° C 1 г воды. Связь между этими единицами измерения следующая: 1 кал = 4,186 Дж.
Как происходит тепловое равновесие?
Когда два тела имеют разную температуру, их молекулы находятся в разной степени возбуждения. Молекулы тела с более высокой температурой более возбуждены, а при более низкой температуре - менее.
Когда они соприкасаются, тело с самой высокой температурой будет передавать тепловую энергию другому, пока оба не достигнут одинаковой температуры, что называется тепловым равновесием. Чтобы упростить задачу, давайте рассмотрим пример:
Чтобы сделать желатин, нужно размешать порошок в кипящей воде, а затем залить такое же количество воды комнатной температуры. Вода с температурой 100 ° C будет контактировать с водой комнатной температуры и будет передавать тепло, пока вся жидкость в контейнере не будет иметь одинаковую температуру.
Если бы не было теплообмена с окружающей средой, конечная температура была бы точно средней из двух температур. См. Пример:
Вода при 100 ° C + вода при 25 ° C = 125 ° C
Это значение, разделенное на 2, будет равно 62,5 °. Однако, поскольку смесь теряет энергию в окружающую среду, эта температура на практике будет немного ниже.
термометр
Когда нам нужно измерить температуру тела, мы пользуемся термометром. Это устройство сообщает нам температуру с помощью термодинамического баланса между телом и термометром.
Когда термометр достигает той же температуры, что и наше тело, он перестает передавать тепло и, в некоторых случаях, издает звуковой сигнал, чтобы вы знали, что поток прекратился. Итак, мы знаем, есть ли у нас температура или нет.
узнать больше о удельная теплоемкость а также температура.
Способы передачи тепла
Энергия в виде тепла может передаваться от одного тела к другому тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением.
Вождение
Проводимость возникает, когда энергия передается от молекулы к молекуле. Молекулы при более сильном волнении вступают в контакт с молекулами при меньшем волнении и увеличивают скорость своего движения.
Если вы возьмете металлическую ложку за один конец, а другой конец прикоснетесь к огню, вы можете через несколько мгновений обжечь руку. Это происходит потому, что молекулы, перемешиваемые огнем, заставляют другие молекулы перемешиваться, передавая тепловую энергию всем столовым приборам, повышая их температуру.
Конвекция
Конвекция происходит с газообразными или жидкими веществами, которые переносят тепло токами. круглые формы, которые образуются из-за разницы в плотности горячей и холодной частей вещество.
Это случай котла, нагревающего воду. Часть воды, которая находится ближе всего к огню, нагреется первой, так как плотность горячей воды ниже, она поднимется в поддоне, и самая холодная часть воды уйдет вниз, образуя круговое течение конвекция.
Облучение
При облучении нет необходимости в контакте между телами для распространения энергии, как это происходит при теплопроводности или конвекции. В этом случае тепловая энергия передается от одного тела к другому посредством электромагнитных волн. Тело, которое получает тепло, называется приемником, а то, которое излучает, называется излучателем.
Так солнце согревает планету Земля. Как известно, Солнце очень далеко от Земли, то есть контакта нет. Тепло, которое достигает Земли и гарантирует жизнь на планете, передается посредством излучения посредством электромагнитных волн.
См. Также значение нагревать а также Термальная энергия.