Cân bằng nhiệt là gì?

Tính cân bằng nhiệt đạt được khi hai vật thể hoặc hệ thống đạt đến cùng nhiệt độ và ngừng trao đổi năng lượng thông qua nhiệt.Khi hai vật thể được đặt với nhau, vật thể có nhiều năng lượng nhiệt sẽ mất năng lượng đó cho vật thể có ít năng lượng nhiệt hơn.Cuối cùng, nhiệt độ của chúng sẽ bằng nhau và họ sẽ ngừng trao đổi năng lượng nhiệt vì không đối tượng nào ấm hoặc mát hơn so với vật khác.Tại thời điểm này, chúng ở trạng thái cân bằng nhiệt. Tiếp xúc nhiệt là một khái niệm quan trọng liên quan đến trạng thái cân bằng nhiệt.Nhiều hệ thống được coi là tiếp xúc nhiệt nếu chúng có khả năng ảnh hưởng đến nhiệt độ khác.Nếu chai soda được loại bỏ khỏi tủ lạnh và đặt trên quầy bếp, ở nhiệt độ phòng, quầy và chai soda tiếp xúc nhiệt.Đun nóng năng lượng từ quầy chảy đến chai soda lạnh.Cuối cùng, nhiệt độ của chúng sẽ bằng nhau và chúng sẽ ở trạng thái cân bằng nhiệt. Trong các hệ thống nhiệt liên quan đến các vật thể tiếp xúc nhiệt, dòng nhiệt từ vật ấm hơn, chứa nhiều năng lượng nhiệt hơn, đến vật thể mát hơn, chứa ít hơnnăng lượng nhiệt.Do đó, các đối tượng và hệ thống có thể tăng hoặc mất nhiệt.Tuy nhiên, về mặt kỹ thuật, chúng không thể tăng hoặc mất lạnh vì không có năng lượng lạnh riêng biệt.Trong một hệ thống nhiệt, vật ấm hơn mất năng lượng nhiệt cho vật thể mát hơn cho đến khi đạt được trạng thái cân bằng.

Khái niệm cân bằng nhiệt thường được sử dụng và nghiên cứu trong lĩnh vực hóa học, đặc biệt là trong nghiên cứu về nhiệt động lực học.Nhiệt động lực học thường được dạy ở cấp độ giới thiệu trong các khóa học hóa học ở trường trung học, nhưng đó là một chủ đề rất phức tạp không được giải thích đầy đủ cho học sinh cho đến khi các lớp học hóa học và vật lý tiên tiến ở trường đại học.Cùng với vị trí của nó trong phòng thí nghiệm, trạng thái cân bằng nhiệt có một vị trí rất quan trọng trong tự nhiên.Các hệ thống hóa học tồn tại trong nhiều thứ sống và không sống trong tự nhiên, và giữ các hệ thống đó ở trạng thái cân bằng là rất quan trọng.Ví dụ, trong cơ thể con người, các enzyme có liên quan đến vô số phản ứng hóa học rất quan trọng đối với cuộc sống.Tuy nhiên, enzyme trở nên vô dụng khi chúng đạt đến nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp.Chúng phải ở trạng thái cân bằng không đổi để duy trì chức năng và chúng phải duy trì chức năng cho cơ thể con người hoạt động.