Qu'est-ce que l'équilibre thermique?

L'équilibre thermique est obtenu lorsque deux objets ou systèmes atteignent la même température et cessent d'échanger de l'énergie par la chaleur.Lorsque deux objets sont placés ensemble, l'objet avec plus d'énergie thermique perdra cette énergie à l'objet avec moins d'énergie thermique.Finalement, leurs températures seront égales et ils cesseront d'échanger de l'énergie thermique car aucun objet n'est plus chaud ou plus frais que l'autre.À ce stade, ils sont dans un état d'équilibre thermique.

Le contact thermique est un concept important relatif à l'équilibre thermique.Les systèmes multiples sont considérés comme en contact thermique s'ils sont capables d'affecter les températures des autres.Si une bouteille de soude est retirée du réfrigérateur et placée sur le comptoir de la cuisine, qui est à température ambiante, le comptoir et la bouteille de soda sont en contact thermique.Chauffer l'énergie du comptoir coule vers la bouteille froide de soude.Finalement, leurs températures seront égales et elles seront dans un état d'équilibre thermique.

Dans les systèmes thermiques impliquant des objets en contact thermique, les flux de chaleur de l'objet plus chaud, qui contient plus d'énergie thermique, à l'objet plus frais, qui contient moinsl'énérgie thermique.Par conséquent, les objets et les systèmes peuvent gagner ou perdre de la chaleur.Ils ne peuvent techniquement pas gagner ou perdre froid, car il n'y a pas de «énergie froide» distincte.Dans un système thermique, l'objet plus chaud perd de l'énergie thermique à l'objet plus frais jusqu'à ce que l'équilibre soit atteint.

Le concept d'équilibre thermique est le plus souvent utilisé et étudié dans le domaine de la chimie, en particulier dans l'étude de la thermodynamique.La thermodynamique est généralement enseignée à un niveau d'introduction dans les cours de chimie du secondaire, mais c'est un sujet très complexe qui n'est pas entièrement expliqué aux étudiants avant les cours avancés de chimie et de physique au collège.

Avec sa place dans le laboratoire, l'équilibre thermique a une place très importante dans la nature.Des systèmes chimiques existent dans de nombreuses choses vivantes et non vivantes dans la nature, et la maintenance de ces systèmes dans un état d'équilibre est très important.Dans le corps humain, par exemple, les enzymes sont impliquées dans d'innombrables réactions chimiques qui sont vitales pour la vie.Les enzymes, cependant, deviennent inutiles lorsqu'elles atteignent une température trop élevée ou trop basse.Ils doivent rester à un équilibre constant pour rester fonctionnel, et ils doivent rester fonctionnels pour que le corps humain lui-même fonctionne.