Tepelná rovnováha nastane, keď dve telá - spočiatku pri rôznych teplotách - prísť do styku a po procese prenosu tepla, dosiahnuť rovnakú teplotu.
Teplo, ktoré sa vo fyzike nazýva tepelná energia, sa vždy prenáša z najteplejšieho telesa na najchladnejšie teleso a keď telesá dosiahnu rovnakú teplotu, prúdenie tepla medzi nimi sa pozastaví.
Ak nedochádza k výmene tepla s okolitým prostredím, množstvo tepla strateného jedným orgánom sa rovná množstvu tepla absorbovaného druhým orgánom.
Obrázok: ilustrácia dvoch telies v tepelnej rovnováhe po kontakte.
To isté sa môže stať s telom, ktorého časti majú rôzne teploty. Keď celé telo dosiahne rovnakú teplotu, bude v tepelnej rovnováhe.
Zahrejte
V bežnom jazyku slovo teplo súvisí s vnemom v tele, keď je vysoká teplota. Vo fyzike je význam tepla odlišný. Teplo, v tomto prípade, je tepelná energia v pohybe.
Telesá sú zložené z častíc a teplo je určené stupňom miešania týchto častíc. To znamená, že čím väčšie je miešanie jeho molekúl, tým väčšia je tepelná energia alebo teplo.
Teplo sa meria v joule (J) alebo kalória (vápno). Kalória je množstvo energie potrebné na zvýšenie o 1 ° C, 1 g vody. Vzťah medzi týmito mernými jednotkami je: 1 kal = 4,186 j.
Ako prebieha tepelná rovnováha?
Keď majú dve telá rôzne teploty, ich molekuly majú rôzny stupeň rozrušenia. Molekuly tela s vyššou teplotou sú viac rozrušené a nižšia teplota menej rozrušená.
Pri kontakte bude telo s najvyššou teplotou prenášať tepelnú energiu na druhú, kým obe nedosiahnu rovnakú teplotu, ktorá sa nazýva tepelná rovnováha. Aby sme to uľahčili, uvažujme o príklade:
Na výrobu želatíny musíte prášok rozmiešať vo vriacej vode a potom rovnaké množstvo vody vložiť pri izbovej teplote. Voda, ktorá má teplotu 100 ° C, príde do styku s vodou pri izbovej teplote a bude prenášať teplo, kým nebude mať všetka kvapalina v nádobe rovnakú teplotu.
Ak by nedochádzalo k výmene tepla s prostredím, konečná teplota by bola presne priemerná z týchto dvoch teplôt. Pozrite si príklad:
Voda pri 100 ° C + voda pri 25 ° C = 125 ° C
Táto hodnota vydelená dvoma by sa rovnala 62,5 °. Pretože však zmes stráca energiu do životného prostredia, bude táto teplota v praxi o niečo nižšia.
teplomer
Keď potrebujeme zmerať telesnú teplotu, použijeme teplomer. Toto zariadenie nám udáva teplotu pomocou termodynamickej rovnováhy medzi telom a teplomerom.
Keď teplomer dosiahne rovnakú teplotu ako naše telo, prestane odovzdávať teplo a v niektorých prípadoch vás pípnutím upozorní, že prietok sa zastavil. A tak vieme, či máme horúčku alebo nie.
vedieť viac o špecifické teplo a teplota.
Spôsoby prenosu tepla
Energia vo forme tepla sa môže prenášať z jedného tela do druhého tromi spôsobmi: vedením, konvekciou a žiarením.
Šoférovanie
Vedenie nastáva, keď sa energia prenáša z molekuly na molekulu. Molekuly s väčším miešaním prichádzajú do styku s molekulami s menším miešaním a zvyšujú svoju rýchlosť pohybu.
Ak držíte na jednom konci kovovú lyžicu a druhým koncom sa dotknete ohňa, môžete si za pár chvíľ popáliť ruku. Je to tak preto, lebo molekuly miešané ohňom spôsobujú miešanie ostatných molekúl, ktoré vnášajú tepelnú energiu do všetkých príborov - čo zvyšuje ich teplotu.
Konvekcia
Konvekcia nastáva s plynnými alebo kvapalnými látkami, ktoré prenášajú teplo prúdmi. kruhové tvary, ktoré sa tvoria v dôsledku rozdielu v hustote teplej a studenej časti a látka.
To je prípad ohrievacej vody. Časť vody, ktorá je najbližšie k ohňu, sa najskôr zahreje, pretože hustota horúcej vody je nižšia vystúpi na panvici a najchladnejšia časť vody pôjde dole, čím vytvorí kruhový prúd o konvekcia.
Ožarovanie
Pri ožarovaní nie je potrebný kontakt medzi telami, aby sa mohla energia šíriť ďalej, ako k tomu dochádza pri vedení alebo konvekcii. V tomto prípade sa tepelná energia šíri z jedného tela do druhého elektromagnetickými vlnami. Telo, ktoré prijíma teplo, sa nazýva prijímač a to, čo vyžaruje, sa nazýva vysielač.
Takto slnko ohrieva planétu Zem. Ako vieme, slnko je veľmi ďaleko od Zeme, to znamená, že neexistuje žiadny kontakt. Teplo, ktoré sa dostáva na Zem a zaručuje život na planéte, sa prenáša žiarením, prostredníctvom elektromagnetických vĺn.
Pozri tiež význam slova teplo a Termálna energia.
