Termal Denge nedir? Formül, örnek ve alıştırmalar

Termodinamik denge olarak da adlandırılan termal denge, iki cismin veya maddenin birbirine ulaşmasıdır. aynı sıcaklık.

Bu termodinamik kavramı, temas halindeki iki cisim arasında meydana gelen kendiliğinden ısı transferi (termal enerji) ile ilgilidir.

Bu süreçte, daha sıcak olan gövde, her ikisi de aynı sıcaklıkta olana kadar daha soğuk olan gövdeye ısı aktarır.

ısı transferi şeması

İki cisim arasındaki enerji alışverişi (ısı enerjisi), daha sıcak cisimden termal enerji kaybına ve daha soğuk cisimden enerji kazanımına neden olur.

Misal

Örnek olarak sıcak kahve ile soğuk süt karışımından bahsedebiliriz. Farklı başlangıç ​​sıcaklıklarına sahip olmalarına rağmen, kısa sürede en sıcak gövde (kahve) termal enerjiyi en soğuk gövdeye (süt) aktarır. Böylece karışım, termal dengenin bir sonucu olarak ılık hale gelir.

Kahvenin 50°C'de ve sütün 20°C'de olduğu varsayıldığında, her ikisi de 35°C'de olduğunda termal dengeye ulaşılır.

ısı yayılımı

Isının enerji alışverişi olduğunu ve aktarımının üç şekilde gerçekleşebileceğini belirtmek önemlidir:

• ısıl iletkenlik: kinetik enerjide artış;
• termal konveksiyon: konveksiyon akımlarının yaratılması;
• termal ışınlama: elektromanyetik dalgalar aracılığıyla.

Isı Yayılımı Türleri

Devamını oku: ısı yayılımı.

formül

Termal dengeyi hesaplamak için aşağıdaki formül kullanılır:

S₁ + S₂ + S₃... = 0 veya ΣQ=0

Olmak,

S: ısı miktarı (vücut ısısı)

Böylece, tüm termal enerjilerin toplamının sıfır olduğunu biliyoruz.

Ö hissedilen sıcaklık cisimlerin sıcaklık değişimi ile ilgilidir. Aşağıdaki formülle hesaplanır:

S = m. ç. Δθ

Nerede,

S: duyulur ısı miktarı (kireç veya J)
m: vücut kütlesi (g veya kg)
ç: maddenin özgül ısısı (cal/g°C veya J/Kg°C)
Δθ: sıcaklık değişimi (°C veya K)

Ayrıca hakkında okuyunkalorimetriveIsı ve Sıcaklık.

Geri Bildirimli Giriş Sınavı Alıştırmaları

1. (Mackenzie) 70°C'de 1.0 kg suyu (hassas özgül ısı = 1.0 cal/g°C) 10°C'de 2.0 kg su ile karıştırdığımızda, 3.0 kg su elde ederiz:

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

Yanıtı Gör

Alternatif c) 30°C

2. (UFP-RS) Aşağıdaki ifadeleri göz önünde bulundurun:

BEN. İki cisim ısıl dengede olduğunda, ikisi de aynı miktarda ısıya sahiptir.
II. İki cisim ısıl dengede olduğunda, ikisi de aynı sıcaklığa sahiptir.
III. Isı, sıcaklığın bir cisimden diğerine aktarılmasıdır.
IV. Isı, geçiş halindeki bir enerji şeklidir.

Yukarıdaki açıklamalardan şu söylenebilir:

a) I, II, III ve IV doğru
b) I, II, III doğru
c) I, II ve IV doğru
d) II ve IV doğru
e) II ve III doğrudur

Yanıtı Gör

Alternatif d) II ve IV doğrudur

3. (FATEC-SP) A sistemi başka bir B ile ısıl dengededir ve bu sistem başka bir C ile ısıl dengede değildir. Yani şunu söyleyebiliriz:

a) A ve C sistemleri aynı miktarda ısıya sahiptir.
b) A'nın sıcaklığı B'ninkinden farklıdır.
c) A ve B sistemleri aynı sıcaklığa sahiptir.
d) B'nin sıcaklığı C'nin sıcaklığından farklıdır, ancak C, sistem A'dakiyle aynı sıcaklığa sahip olabilir.
e) yukarıdakilerin hiçbiri.

Yanıtı Gör

Alternatif c) A ve B sistemleri aynı sıcaklığa sahiptir.

4. (UFV-MG) Çevreden izole edilmiş, farklı malzemelerden oluşan iki cisim ısıl dengede olduğunda şu şekilde söylenebilir:

a) En sıcak, en az kütleye sahip olandır.
b) Temasa rağmen sıcaklıkları değişmez.
c) En sıcak, en soğuğa ısı sağlar.
d) en soğuk en sıcağa ısı sağlar
e) Sıcaklıkları yoğunluklarına bağlıdır.

Yanıtı Gör

Alternatif b) temasa rağmen sıcaklıkları değişmez.

5. (UFScar-SP) Kütleleri m olan iki A ve B cismi_bu içinde_B, başlangıçta t sıcaklıklarındadır_bu ya sen_Bsırasıyla, t ile_bu t_B. Belirli bir anda termal temasa geçerler. Termal dengeye ulaştıktan sonra şunları elde ederiz:

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

Yanıtı Gör

Alternatif c) t'a = t'b

Şunun tanımına da bakın:Fizikte Denge.