Τι είναι η θερμική ισορροπία;

Η θερμική ισορροπία επιτυγχάνεται όταν δύο αντικείμενα ή συστήματα φθάνουν στην ίδια θερμοκρασία και παύουν να ανταλλάσσουν ενέργεια μέσω θερμότητας.Όταν δύο αντικείμενα τοποθετούνται μαζί, το αντικείμενο με περισσότερη θερμική ενέργεια θα χάσει αυτή την ενέργεια στο αντικείμενο με λιγότερη θερμική ενέργεια.Τελικά, οι θερμοκρασίες τους θα είναι ίσες και θα παύουν να ανταλλάσσουν θερμική ενέργεια, καθώς κανένα αντικείμενο δεν είναι πιο ζεστό ή πιο δροσερό από το άλλο.Σε αυτό το σημείο, βρίσκονται σε κατάσταση θερμικής ισορροπίας.

Η θερμική επαφή είναι μια σημαντική έννοια που σχετίζεται με τη θερμική ισορροπία.Πολλαπλά συστήματα θεωρούνται ότι βρίσκονται σε θερμική επαφή εάν είναι σε θέση να επηρεάσουν τις θερμοκρασίες των άλλων.Εάν το μπουκάλι σόδα αφαιρείται από το ψυγείο και τοποθετείται στον πάγκο της κουζίνας, ο οποίος βρίσκεται σε θερμοκρασία δωματίου, ο πάγκος και το μπουκάλι σόδα βρίσκονται σε θερμική επαφή.Η θερμική ενέργεια από τον πάγκο ρέει στο κρύο μπουκάλι σόδα.Τελικά, οι θερμοκρασίες τους θα είναι ίσες και θα βρίσκονται σε κατάσταση θερμικής ισορροπίας.

σε θερμικά συστήματα που περιλαμβάνουν αντικείμενα σε θερμική επαφή, ροές θερμότητας από το θερμότερο αντικείμενο, το οποίο περιέχει περισσότερη θερμική ενέργεια, στο πιο δροσερό αντικείμενο, το οποίο περιέχει λιγότεραθερμική ενέργεια.Επομένως, τα αντικείμενα και τα συστήματα μπορούν είτε να κερδίσουν είτε να χάσουν θερμότητα.Τεχνικά δεν μπορούν να κερδίσουν ή να χάσουν κρύο, όμως, καθώς δεν υπάρχει ξεχωριστή "κρύα ενέργεια".Σε ένα θερμικό σύστημα, το θερμότερο αντικείμενο χάνει θερμική ενέργεια στο πιο δροσερό αντικείμενο μέχρι να επιτευχθεί η ισορροπία.

Η έννοια της θερμικής ισορροπίας χρησιμοποιείται συχνότερα και μελετάται στον τομέα της χημείας, ιδιαίτερα στη μελέτη της θερμοδυναμικής.Η θερμοδυναμική συνήθως διδάσκεται σε εισαγωγικό επίπεδο σε μαθήματα χημείας γυμνασίου, αλλά είναι ένα πολύ περίπλοκο θέμα που δεν εξηγείται πλήρως στους μαθητές μέχρι τις προηγμένες τάξεις χημείας και φυσικής στο κολέγιο.

Μαζί με τη θέση του στο εργαστήριο, η θερμική ισορροπία έχει πολύ σημαντικό μέρος στη φύση.Τα χημικά συστήματα υπάρχουν σε πολλά ζωντανά και μη ζωτικά πράγματα στη φύση και η διατήρηση αυτών των συστημάτων σε κατάσταση ισορροπίας είναι πολύ σημαντική.Στο ανθρώπινο σώμα, για παράδειγμα, τα ένζυμα εμπλέκονται σε αμέτρητες χημικές αντιδράσεις που είναι ζωτικής σημασίας για τη ζωή.Τα ένζυμα, ωστόσο, γίνονται άχρηστα όταν φτάσουν πολύ ψηλά ή πολύ χαμηλά από τη θερμοκρασία.Πρέπει να παραμείνουν σε σταθερή ισορροπία για να παραμείνουν λειτουργικές και πρέπει να παραμείνουν λειτουργικές για να λειτουργήσει το ίδιο το ανθρώπινο σώμα.