Τι είναι η ισορροπία θερμότητας;

Η ισορροπία θερμότητας επιτυγχάνεται όταν η ποσότητα θερμότητας που εισέρχεται σε ένα σύστημα είναι ίση με την ποσότητα θερμότητας που την αφήνει.Η συνολική θερμοκρασία ενός συστήματος σε θερμική ισορροπία παραμένει σταθερή με την πάροδο του χρόνου.Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο όρος ενεργειακό υπόλοιπο.Τα συστήματα στους τομείς της βιολογίας, της γεωλογίας, της κατασκευής και του σχεδιασμού διαστημικών οχημάτων πρέπει συχνά να διατηρούνται σε σταθερές θερμοκρασίες προκειμένου να λειτουργούν σωστά.

Η ομοιόσταση στα ζώα περιλαμβάνει την έννοια της διατήρησης της εσωτερικής θερμοκρασίας του ζώου σχετικά σταθερή.Σε πολλούς οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των θηλαστικών και των πτηνών, η ποσότητα θερμότητας που υπάρχει μέσα στον οργανισμό πρέπει να παραμείνει σταθερή, επειδή ακόμη και οι ελαφρές διακυμάνσεις της θερμότητας μπορούν να προκαλέσουν τον οργανισμό να πεθάνει.Τα ζώα χάνουν θερμότητα μέσω του δέρματός τους και παράγουν θερμότητα μέσω του μεταβολισμού τους για να αντισταθμίσουν την άνοδο και την πτώση των εξωτερικών θερμοκρασιών.Όταν η ποσότητα θερμότητας που ακτινοβολεί από το ζώο και η ποσότητα θερμότητας που παράγεται ή απορροφάται από το ζώο είναι σχετικά ίση, το ζώο αυτό βρίσκεται σε κατάσταση θερμότητας.απορροφάται και απελευθερώνεται από έναν ολόκληρο πλανήτη.Ένας πλανήτης θερμαίνεται από τον ήλιο και, σε μικρό βαθμό, από την απελευθέρωση του μάγματος από τον πυρήνα του πλανήτη.Ο πλανήτης ακτινοβολεί μερικά από αυτά τα θερμότητα πίσω στο διάστημα.Η ισορροπία θερμότητας είναι μια σημαντική έννοια γεωλογικά, διότι εάν ο πλανήτης δεν βρίσκεται σε κατάσταση σχετικής ισορροπίας όσον αφορά τη θερμότητα, οι μέσες θερμοκρασίες μπορούν να αυξηθούν ή να πέσουν, δημιουργώντας είτε την υπερθέρμανση του πλανήτη είτε την παγκόσμια ψύξη.Ακόμη και μια μικρή αλλαγή στη θερμική ισορροπία ενός πλανήτη μπορεί να επηρεάσει τους οργανισμούς που κατοικούν στον πλανήτη.

Η ισορροπία θερμότητας είναι μια σημαντική έννοια στη μηχανική, επειδή πολλά μηχανήματα θα λειτουργούν μόνο μέσα σε ένα συγκεκριμένο φάσμα θερμοκρασιών.Οι συσκευές που ονομάζονται ψύκτες θερμότητας χρησιμοποιούνται για να βοηθήσουν στην ακτινοβολία της πλεονασματικής θερμότητας από τα ηλεκτρικά εξαρτήματα έτσι ώστε τα μηχανήματα να μπορούν να διατηρούν μια σταθερή θερμοκρασία.Ομοίως, το διαστημικό σκάφος πρέπει να διατηρεί σχετικά σταθερές θερμοκρασίες, αλλά εκτίθεται σε περισσότερη θερμότητα καθώς κινούνται προς μια πηγή θερμότητας, όπως ο ήλιος ή ένας πλανήτης.Ο σχεδιασμός αυτών των βιοτεχνών με προσαρμόσιμα συστήματα εξισορρόπησης θερμότητας τους επιτρέπει να συνεχίσουν να λειτουργούν καθώς ταξιδεύουν στο διάστημα.Σε πολλές περιπτώσεις, η θερμότητα εκπέμπεται από ένα εργοστάσιο με τη μορφή καπνού ή ατμού.Αυτό μπορεί να σπαταλήσει ενέργεια που το εργοστάσιο θα μπορούσε να ανακυκλώσει, βοηθώντας να μειώσει το κόστος λειτουργίας.Ένα εργοστάσιο με καλή ισορροπία θερμότητας βρίσκει μια χρήση για το μεγαλύτερο μέρος της πρόσθετης θερμότητας που δημιουργεί.