Terminen tasapaino

Vuonna tilastollisen fysiikan ja termodynamiikan , kun kaksi elinten on eri lämpötiloissa kosketuksissa, he vaihtavat lämpöenergiaa. Kun vastaava lämpötila nousee, ne ovat termisessä tasapainossa .

Lämpötasapainolämpötila

Lämpötasapainolämpötila saavutetaan, kun korkeamman lämpötilan kappale siirtää lämpöenergian toiselle keholle, jolla on alhaisempi lämpötila termodynamiikan nollaperiaatteen mukaisesti . Tämä siirto tapahtuu, kunnes molemmat kappaleet ovat samassa lämpötilassa.

Laskeminen

Oletetaan evoluutio, jossa korkea lämpötilan runko 1 siirtää lämpöenergian runkoon 2, jonka lämpötila on alhainen. Muun energianvaihdon puuttuessa keho 1 vapauttaa energian kokonaan kehosta 2, mikä voidaan kääntää seuraavasti:

${\ displaystyle -c_ {p_ {1}} m_ {1} (T_ {E} -T_ {1}) = c_ {p_ {2}} m_ {2} (T_ {E} -T_ {2})}$ [Yhtälö 1]

Tai:

${\ displaystyle c_ {p_ {1}}}$ on ruumiin 1 ominaislämpökapasiteetti (aiemmin ominaislämpö tai ominaislämpö), jouleina kilogrammaa ja kelviiniä kohti (J kg -1 K -1 )
$m_1$ on ruumiin 1 massa kilogrammoina (kg).
$T_1$ on kehon lämpötila 1, kelvineinä (K).
${\ displaystyle T_ {E}}$ on terminen tasapainolämpötila, kelvineinä (K).
${\ displaystyle c_ {p_ {2}}}$ on ruumiin 2 ominaislämpökapasiteetti (aiemmin ominaislämpö tai ominaislämpö), jouleina kilogrammaa ja kelviiniä kohden (J kg -1 K -1 )
$m_ {2}$ on ruumiin 2 massa kilogrammoina (kg).
$T_2$ on ruumiinlämpötila 2, kelvineinä (K).

Tästä yhtälöstä 1 voimme tehdä:

${\ displaystyle T_ {E} = {\ frac {T_ {1} c_ {p_ {1}} m_ {1} + T_ {2} c_ {p_ {2}} m_ {2}} {c_ {p_ {1 }} m_ {1} + c_ {p_ {2}} m_ {2}}}}$

Huomaa : tämä suhde pysyy voimassa, jos kaikki lämpötilat ilmaistaan ° C: ssa ja saadaan sitten myös ° C: ssa. ${\ displaystyle T_ {E}}$