- ما هو التوازن الحراري؟
- ما هو التوازن الحراري؟
- صيغة التوازن الحراري
- القانون الصفري للديناميكا الحرارية
- أمثلة على التوازن الحراري
نفسر ماهية التوازن الحراري ، وما يتكون منه وما هي صيغته. أيضا ، قانون الصفر للديناميكا الحرارية والأمثلة.
ما هو التوازن الحراري؟
فيجسدي - بدني، يسمى التوازن الحراري الحالة التي يكون فيها جسمان على اتصال ، أو مفصولين بسطح موصل ، معادلة درجات الحرارة المتباينة في البداية ، بسبب انتقال الحرارة من أحدهما إلى الآخر.
إذا كان لدينا جسمان على اتصال ، أحدهما أكثر سخونة من الآخر ، فمع مرور الوقت سيميل كلاهما للوصول إلى نفس درجة الحرارة ، وإذا لم يكن هناك انتقال الحرارة تجاه الأشياء الأخرى ، من الآن فصاعدًا سيحافظون على توازن حراري ، أي أ درجة الحرارة ثابت.
ما هو التوازن الحراري؟
يمكن تفسير هذه الظاهرة مجهريًا ، مع فهم أن درجة حرارة الأجسام مرتبطة ارتباطًا مباشرًا بـ الطاقة الحركية متوسط الخاص بكحبيبات، يكونذرات, الجزيئات، أو تلك التي ينبغي النظر فيها. هذا المتوسط هو ما يسمى عادة "الطاقة الداخلية" في الفيزياء ، لذلك كلما زادت الطاقة الحركية ، زادت الطاقة الداخلية وارتفاع درجة حرارة النظام.
جسمان على اتصال يتبادلان الطاقة مع مرور الوقت. وبالتالي ، يتم الوصول إلى نقطة التوازن الحراري عندما تتساوى الطاقة الحركية لكلا الجسمين ، بحيث يبدأ كلا الجسمين في العمل كنظام ديناميكي حراري واحد ، ويتمتع بنفس القدر من الطاقة الداخلية ، وبالتالي درجة الحرارة.
صيغة التوازن الحراري
يتضمن التعبير عن التوازن الحراري حساب فرق درجة الحرارة بين الجسمين ، لذلك يجب تحديد كمية الحرارة (Q) التي يتبادلانها.
يتم تحديد ذلك باستخدام الصيغة Q = m. م. Δt ، حيث سيكون m هوالجماعية من الجسم ، Ce suحرارة نوعية معبراً عنه بـ cal / gr ° C ، و t هو تغير درجة الحرارة ، أي: Δt = tf - ti ، الوقت النهائي مطروحًا منه الوقت الأولي.
بمجرد حساب الحرارة Q لكل جسم ، يمكننا مقارنتها مع العلم أن التوازن الحراري يحدث بالتساوي بين درجات الحرارة بين الجسم 1 والجسم 2. للوصول إلى التوازن الحراري ، فإن الحرارة التي يكتسبها أبرد جسم هو واحد أن الجسم الأكثر سخونة يخسر ، لذا Q1 = Q2 ، أي الحرارة المكتسبة = الحرارة المفقودة.
القانون الصفري للديناميكا الحرارية
يتم التعبير عن هذا المبدأ في ما يسمى بالقانون الصفري للديناميكا الحرارية ، والذي تم التعبير عنه في عام 1931 بواسطة R.Howler على النحو التالي: "إذا تم العثور على نظامين A و B ، كل منهما على حدة ، في توازن حراري مع نظام ثالث النظام، والتي سنسميها C ، ثم A و B أيضًا في حالة توازن حراري مع بعضهما البعض ".
أي: إذا كانت A = C و B = C ، فإن A = B.
بفضل هذا المبدأ ، الذي يتمحور حول الصيغة الرياضية للديناميكا الحرارية ، من المعروف ما عبّر عنه ماكسويل بالكلمات بهذه الطريقة: "كل الحرارة من نفس النوع."
أمثلة على التوازن الحراري
فيما يلي بعض الأمثلة البسيطة للتوازن الحراري:
- عندما ندخل غرفة دافئة ، ندرك دفءهواء على الفور ولكن بهامشطقس، سيتبادل جسمنا الحرارة مع الهواء ويدخل في توازن حراري معه ، لذلك سنتوقف عن إدراك الاختلاف في درجة الحرارة.
- إذا أدخلنا وعاءًا زجاجيًا به ماء بارد في وعاء أكبر به ماء مغلي ، فإن تدفق الحرارة بين الاثنين سيبرد الماء الساخن ويسخن الحاوية الباردة ، حتى يصل إلى مستوى متوسط من التوازن الحراري.
- المنتجات التي لدينا في مجمد المطبخ لدينا في حالة توازن حراري فيما يتعلق بالهواء المجمد بينهما ، بحيث يشتركون جميعًا في نفس درجة الحرارة.