Saskaroties ar diviem ķermeņiem, kas atrodas dažādās temperatūrās, tas, kurš ir karstāks, daļu enerģijas atdod tam, kam ir zemāka temperatūra, līdz vietai, kur abas temperatūras ir vienādas.
Šī situācija ir pazīstama kā siltuma līdzsvars, un tieši stāvoklis, kurā divu ķermeņu temperatūra, kam sākotnēji bija atšķirīga temperatūra, ir vienāda. Gadās, ka temperatūrai izlīdzinoties, siltuma plūsma ir apturēta, un pēc tam tiek sasniegta līdzsvara situācija.
Skatīt arī: Karstuma un temperatūras piemēri
Teorētiski termiskais līdzsvars ir būtisks tā dēvētajā Nulles likumā vai Termodinamikas nulles princips, kas izskaidro, ka, ja divas atsevišķas sistēmas vienlaikus atrodas siltuma līdzsvarā ar trešo sistēmu, tās atrodas siltuma līdzsvarā viena ar otru. Šis likums ir būtisks visai termodinamikas disciplīnai, kas ir fizikas nozare, kas nodarbojas ar līdzsvara stāvokļu aprakstīšanu makroskopiskā līmenī.
Vienādojums, kas rada siltuma daudzuma kvantitatīvu noteikšanu, kas tiek apmainīts, veicot pārnesumus starp ķermeņiem, ir šāds:
Q = M * C * ΔT
Kur Q ir siltuma daudzums, kas izteikts kalorijās, M ir pētāmā ķermeņa masa, C ir ķermeņa īpatnējais siltums un ΔT ir temperatūras starpība.
Iekšā līdzsvara situācijā masa un īpatnējais siltums saglabā sākotnējo vērtību, bet temperatūras starpība kļūst par 0 jo tika precīzi noteikta līdzsvara situācija, kurā nav temperatūras izmaiņu.
Vēl viens svarīgs siltuma līdzsvara idejas vienādojums ir tas, kas cenšas izteikt temperatūru, kāda būs vienotajai sistēmai. Ir pieņemts, ka tad, kad N1 daļiņu sistēma, kas atrodas T1 temperatūrā, nonāk saskarē ar citu N2 daļiņu sistēmu, kas atrodas T2 temperatūrā, līdzsvara temperatūru iegūst pēc formulas:
(N1 * T1 + N2 * T2) / (N1 + N2).
Tādā veidā to var redzēt kad abās apakšsistēmās ir vienāds daļiņu daudzums, līdzsvara temperatūra tiek samazināta līdz vidējai starp divām sākotnējām temperatūrām. To var vispārināt attiecībām starp vairāk nekā divām apakšsistēmām.
Šeit ir daži situāciju piemēri, kad notiek siltuma līdzsvars:
- Ķermeņa temperatūras mērīšana, izmantojot termometru, darbojas tādā veidā. Ilgais laiks, kas termometram jāsaskaras ar ķermeni, lai varētu patiesi kvantitatīvi noteikt temperatūras grādus, ir saistīts tieši ar laiku, kas vajadzīgs, lai sasniegtu termisko līdzsvaru.
- Produkti, kas tiek pārdoti “dabīgi”, varēja iziet cauri ledusskapim. Tomēr pēc kāda laika ārpus ledusskapja, nonākot saskarē ar dabisko vidi, viņi ar to sasniedza termisko līdzsvaru.
- Ledāju pastāvīgums jūrās un polos ir īpašs termiskā līdzsvara gadījums. Precīzi, brīdinājumiem par globālo sasilšanu ir daudz sakara ar jūru temperatūras paaugstināšanos un pēc tam termisko līdzsvaru, kurā kūst liela daļa šī ledus.
- Kad cilvēks iznāk no peldēšanās, viņam ir samērā auksti, jo ķermenis bija nonācis līdzsvarā ar karsto ūdeni, un tagad tam ir jāpanāk līdzsvars ar apkārtējo vidi.
- Ja vēlaties atdzesēt tasi kafijas, pievienojiet tam aukstu pienu.
- Vielas, piemēram, sviests, ir ļoti jutīgas pret temperatūras izmaiņām, un ļoti īsā laikā, nonākot saskarē ar vidi dabiskā temperatūrā, tās nonāk līdzsvarā un izkausē.
- Uz laiku uzliekot roku uz aukstām margām, roka kļūst vēsāka.
- Burka ar mārciņu saldējuma izkusīs lēnāk nekā cita ar ceturtdaļu mārciņu tā paša saldējuma. To rada vienādojums, kurā masa nosaka siltuma līdzsvara īpašības.
- Ievietojot ledus kubu glāzē ūdens, rodas arī termiskais līdzsvars. Vienīgā atšķirība ir tāda, ka līdzsvars nozīmē stāvokļa maiņu, jo tas iet cauri 100 ° C, kur ūdens no cietas vielas nonāk šķidrumā.
- Pievienojiet aukstu ūdeni karstā ūdens ātrumam, kur līdzsvars ļoti ātri tiek sasniegts temperatūrā, kas ir vēsāka nekā sākotnējā.
