Bilan thermique
Nous expliquons ce qu'est l'équilibre thermique, ce que c'est et la formule qu'il utilise. En outre, la loi zéro de la thermodynamique et des exemples.
Quel est l'équilibre thermique?
En physique, l'état dans lequel deux corps en contact mécanique, ou séparés par une surface conductrice, égale leurs températures initialement disparates, en raison de l'irradiation de la chaleur par l'un d'eux, est appelé équilibre thermique. vers l'autre jusqu'à atteindre un équilibre.
Si nous avons deux objets en contact, l'un plus chaud que l'autre, au fil du temps, les deux auront tendance à atteindre la même température et, s'il n'y a pas de perte de chaleur vers d'autres objets, ils maintiendront désormais un équilibre thermique, c'est-à-dire une température constante.
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Qu'est-ce que l'équilibre thermique?
Ce phénomène peut s’expliquer au microscope, tout d’abord en comprenant que le degré de chaleur (température) des objets est lié à l’énergie cinétique moyenne de leurs particules, qu’il s’agisse d’atomes, de molécules ou de celles qu’il faut prendre en compte. Cette moyenne correspond à ce que l’on appelle communément «énergie interne» en physique, de sorte que plus l’énergie cinétique est élevée, plus l’énergie interne est importante et plus la température du système est élevée .
Cette énergie cinétique non stationnaire (qui ne reste pas nécessairement dans l'objet) permet de comprendre que deux corps en contact continuent à échanger de l'énergie au fil du temps . Ainsi, le point d'équilibre thermique est atteint lorsque l'énergie cinétique partagée entre les deux corps est répartie dans l'ensemble du système, c'est-à-dire des deux corps qui commencent à fonctionner comme un seul système thermodynamique, doté de la même quantité de énergie interne et donc température.
Formule d'équilibre thermique
L'expression de l'équilibre thermique est donnée en degrés Celsius, comme toute température, et est le résultat du calcul de la différence de température entre les deux corps, donc la quantité de chaleur (Q) perdue par chacun doit d'abord être déterminée.
Ceci est déterminé en utilisant la formule Q = m. Ce. Δt, où m sera la masse du corps, Ce sa chaleur spécifique exprimée en chaux / gr ° C, et Δt la variation de température, soit: Δt = tf - ti, temps final moins le temps initial.
Une fois que Q est calculé pour chaque corps, nous pouvons les comparer en sachant que l'équilibre thermique se produit dans l'égalité des températures entre le corps 1 et le corps 2, de sorte que Q1 = Q2, c'est-à-dire chaleur gagnée = chaleur perdue . La chaleur que le corps le plus froid gagne est la chaleur que le corps le plus chaud perd .
Loi zéro de la thermodynamique
Ce principe est exprimé dans la loi dite zéro de la thermodynamique, qui a été exprimée en 1931 par RH Fowler comme suit: Si deux systèmes A et B sont, chacun séparément, en équilibre Thermic avec un troisième système, que nous appellerons C, alors A et B sont aussi en équilibre thermique entre eux.
C'est-à-dire que si A = C et B = C, alors A = B.
Grâce à ce principe, centré sur la formulation mathématique de la thermodynamique, on sait ce que Maxwell a exprimé comme suit : « Toute la chaleur est du même type». .
Exemples d'équilibre thermique
Voici quelques exemples simples d'équilibre thermique:
- Lorsque nous entrons dans une pièce très chaude, nous percevons la chaleur de l’air immédiat mais, avec une marge de temps, notre corps s’habitue et entre en équilibre thermique avec la pièce, nous allons donc nous arrêter. percevoir la différence de température.
- Si nous introduisons un récipient en verre avec de l'eau froide dans un récipient plus grand avec de l'eau bouillante, le flux de température entre les deux refroidira l'eau chaude et chauffera le froid jusqu'à ce qu'il atteigne un niveau d'équilibre t Céramique intermédiaire.
- Les produits que nous avons dans le congélateur de notre cuisine sont en équilibre thermique par rapport à l'air gelé entre eux, de sorte qu'ils partagent tous la même température.
