Երբ շփվում են տարբեր ջերմաստիճանի երկու մարմիններ, ավելի տաքն իր էներգիայի մի մասը զիջում է ավելի քիչ ջերմաստիճան ունեցողին ՝ այն կետին, երբ երկու ջերմաստիճաններն էլ հավասար են:
Այս իրավիճակը հայտնի է որպես ջերմային հավասարակշռություն, և դա հենց այն վիճակն է, երբ երկու մարմնի ջերմաստիճանը, որոնք ի սկզբանե ունեցել են տարբեր ջերմաստիճաններ, հավասար են: Պատահում է, որ ջերմաստիճանը հավասարվելիս ջերմային հոսքը կասեցվում է, և ապա հասնում է հավասարակշռության իրավիճակին:
Տես նաեւ: Heերմության և ջերմաստիճանի օրինակներ
Տեսականորեն, ջերմային հավասարակշռությունը հիմնարար է այն բանում, ինչը հայտնի է որպես Zրո օրենք կամ Odyերմոդինամիկայի զրո սկզբունքը, որը բացատրում է, որ եթե երկու առանձին համակարգեր միաժամանակ գտնվում են երրորդ համակարգի հետ ջերմային հավասարակշռության մեջ, ապա դրանք միմյանց հետ գտնվում են ջերմային հավասարակշռության մեջ: Այս օրենքը հիմնարար է ջերմադինամիկայի ամբողջ առարկայի համար, որը ֆիզիկայի այն ճյուղն է, որը զբաղվում է մակրոսկոպիկ մակարդակում հավասարակշռության վիճակների նկարագրմամբ:
Հավասարումը, որը հանգեցնում է ջերմության քանակի քանակականացմանը, որը փոխանակվում է մարմինների միջև փոխանցումներում, ունի հետևյալ ձևը.
Q = M * C * ΔT
Որտեղ Q- ը կալորիաներով արտահայտված ջերմության քանակն է, M- ն ուսումնասիրվող մարմնի զանգվածն է, C- ը մարմնի հատուկ ջերմությունն է, իսկ ΔT- ը `ջերմաստիճանի տարբերությունը:
Մեջ հավասարակշռության իրավիճակը, զանգվածը և հատուկ ջերմությունը պահպանում են իրենց սկզբնական արժեքը, բայց ջերմաստիճանի տարբերությունը դառնում է 0 քանի որ ճշգրտորեն սահմանվեց հավասարակշռության իրավիճակը, երբ ջերմաստիճանի փոփոխություններ չկան:
Thermalերմային հավասարակշռության գաղափարի մեկ այլ կարևոր հավասարում է այն մեկը, որը ձգտում է արտահայտել այն ջերմաստիճանը, որն ունենալու է միասնական համակարգը: Ընդունված է, որ երբ N1 մասնիկների համակարգը, որը գտնվում է T1 ջերմաստիճանում, շփվում է N2 մասնիկների մեկ այլ համակարգի հետ, որը գտնվում է T2 ջերմաստիճանում, հավասարակշռության ջերմաստիճանը ստացվում է բանաձևով.
(N1 * T1 + N2 * T2) / (N1 + N2).
Այս եղանակով կարելի է տեսնել, որ երբ երկու ենթահամակարգերն ունեն նույն քանակի մասնիկներ, հավասարակշռության ջերմաստիճանը իջնում է միջին երկու նախնական ջերմաստիճանի միջեւ: Սա կարելի է ընդհանրացնել ավելի քան երկու ենթահամակարգերի փոխհարաբերությունների համար:
Ահա իրավիճակների մի քանի օրինակներ, երբ ջերմային հավասարակշռություն է առաջանում.
- Bodyերմաչափի միջոցով մարմնի ջերմաստիճանը չափելը գործում է այդ կերպ: Երկար տևողությունը, որը ջերմաչափը պետք է ունենա մարմնի հետ շփումը, որպեսզի կարողանա իսկապես քանակականորեն գնահատել ջերմաստիճանի աստիճանը, պայմանավորված է հենց այն ժամանակով, որը անհրաժեշտ է ջերմային հավասարակշռությանը հասնելու համար:
- Ապրանքները, որոնք վաճառվում են «բնական», կարող էին անցել սառնարանով: Այնուամենայնիվ, սառնարանից որոշ ժամանակ դուրս մնալուց հետո, բնական միջավայրի հետ շփվելիս, նրանք նրա հետ հասան ջերմային հավասարակշռության:
- Սառցադաշտերի կայունությունը ծովերում և բևեռներում ջերմային հավասարակշռության առանձնահատուկ դեպք է: Globalիշտ, գլոբալ տաքացման վերաբերյալ նախազգուշացումները մեծապես կապված են ծովերի ջերմաստիճանի բարձրացման, ապա նաև ջերմային հավասարակշռության հետ, որտեղ հալվում է այդ սառույցի մեծ մասը:
- Երբ մարդը դուրս է գալիս լողանալուց, նա համեմատաբար ցուրտ է, քանի որ մարմինը հավասարակշռության մեջ էր մտել տաք ջրի հետ, և այժմ այն պետք է հավասարակշռության մեջ մտնի շրջակա միջավայրի հետ:
- Երբ ուզում եք մի բաժակ սուրճ հովացնել, դրան ավելացնելով սառը կաթ:
- Նյութերը, ինչպիսիք են կարագը, շատ զգայուն են ջերմաստիճանի փոփոխության նկատմամբ, և շատ կարճ ժամանակ բնական միջավայրում շրջակա միջավայրի հետ շփվելիս նրանք գալիս են հավասարակշռության և հալվում:
- Ձեռքը դնելով սառը ճաղավանդակի վրա, որոշ ժամանակ ձեռքը դառնում է ավելի սառը:
- Մեկ կիլոգրամ պաղպաղակով բանկա ավելի դանդաղ հալվելու է, քան մյուսը `նույն պաղպաղակի քառորդ կիլոգրամով: Սա արտադրվում է այն հավասարման միջոցով, որում զանգվածը որոշում է ջերմային հավասարակշռության բնութագրերը:
- Երբ սառույցի խորանարդը դրվում է մի բաժակ ջրի մեջ, նույնպես տեղի է ունենում ջերմային հավասարակշռություն: Միակ տարբերությունն այն է, որ հավասարակշռությունը ենթադրում է վիճակի փոփոխություն, քանի որ այն անցնում է 100 ° C- ով, որտեղ ջուրը պինդից հեղուկ է անցնում:
- Սառը ջուր ավելացրեք տաք ջրի տեմպին, որտեղ հավասարակշռությունը շատ արագ հասնում է նախնականից ավելի սառը ջերմաստիճանի:
