• Tuesday September 21,2021

Bilancio termico

Spieghiamo che cos'è l'equilibrio termico, che cos'è e la formula che utilizza. Inoltre, la legge zero della termodinamica e degli esempi.

Nel corso del tempo, due oggetti nei contatti raggiungeranno la stessa temperatura.
  1. Qual è l'equilibrio termico?

In fisica, lo stato in cui due corpi in contatto meccanico, o separati da una superficie conduttiva, è uguale alle loro temperature inizialmente disparate, a causa dell'irradiazione di calore di uno, è chiamato equilibrio termico. verso l'altro fino a raggiungere un equilibrio.

Se abbiamo due oggetti in contatto, uno più caldo dell'altro, col passare del tempo entrambi tenderanno a raggiungere la stessa temperatura e, se non si verifica alcuna perdita di calore verso altri oggetti, d'ora in poi manterranno un equilibrio termico, cioè una temperatura costante.

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  1. Cos'è l'equilibrio termico?

Il punto di equilibrio termico si verifica quando l'energia cinetica è distribuita in entrambi i corpi.

Questo fenomeno può essere spiegato al microscopio, comprendendo innanzitutto che il grado di calore (temperatura) degli oggetti ha a che fare con l'energia cinetica media delle loro particelle, siano essi atomi, molecole o quelli che dovrebbero essere considerati. Questa media è quella che viene comunemente chiamata "energia interna" in fisica, quindi maggiore è l'energia cinetica, maggiore è l'energia interna e maggiore è la temperatura del sistema .

Che l'energia cinetica sia non stazionaria (che non rimane necessariamente all'interno dell'oggetto) è possibile comprendere che due corpi in contatto continuano a scambiarsi energia con il passare del tempo . E così, il punto di equilibrio termico viene raggiunto quando l'energia cinetica condivisa tra i due corpi è distribuita in tutto il sistema, cioè di entrambi i corpi che iniziano a funzionare come un unico sistema termodinamico, dotato della stessa quantità di energia interna e quindi temperatura.

  1. Formula di equilibrio termico

L'espressione dell'equilibrio termico è data in gradi Celsius, come qualsiasi temperatura, ed è il risultato del calcolo della differenza di temperatura tra i due corpi, quindi è necessario determinare innanzitutto la quantità di calore (Q) che ognuno perde.

Questo viene determinato usando la formula Q = m. Ce. Δt, dove m sarà la massa del corpo, Ce il suo calore specifico espresso in calce / gr ° C e Δt la variazione di temperatura, ovvero: Δt = tf - ti, tempo finale meno tempo iniziale.

Una volta calcolato Q per ciascun corpo, possiamo confrontarli sapendo che l'equilibrio termico si verifica nella stessa temperatura tra il corpo 1 e il corpo 2, in modo che Q1 = Q2, cioè calore ottenuto = calore perso . Il calore che il corpo più freddo guadagna è il calore che il corpo più caldo perde .

  1. Legge zero della termodinamica

La legge zero della termodinamica può essere espressa come: se A = C e B = C, allora A = B.

Questo principio è espresso nella cosiddetta Legge Zero della Termodinamica, che è stata espressa nel 1931 da RH Fowler nel modo seguente: Se due sistemi A e B sono, ciascuno separatamente, in equilibrio Termico con un terzo sistema, che chiameremo C, quindi anche A e B sono in equilibrio termico tra loro.

Cioè: se A = C e B = C, quindi A = B.

Grazie a questo principio, incentrato sulla formulazione matematica della termodinamica, è noto ciò che Maxwell espresse in parole come questa: `` Tutto il calore è dello stesso tipo '' .

  1. Esempi di equilibrio termico

Ecco alcuni semplici esempi di equilibrio termico:

  • Quando entriamo in una stanza molto calda, percepiamo il calore dell'aria immediata ma dato un margine di tempo, il nostro corpo si abituerà ed entrerà in equilibrio termico con la stanza, quindi ci fermeremo percepire la differenza di temperatura.
  • Se introduciamo un contenitore di vetro con acqua fredda in uno più grande con acqua bollente, il flusso di temperatura tra i due raffredderà l'acqua calda e riscalderà il freddo, fino a raggiungere un livello di equilibrio t Ceramica intermedia.
  • I prodotti che abbiamo nel congelatore della nostra cucina sono in equilibrio termico rispetto all'aria congelata tra loro, in modo che condividano tutti la stessa temperatura.

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