Co je termální rovnováha?

Tepelné rovnováhy je dosaženo, když dva objekty nebo systémy dosáhnou stejné teploty a přestanou vyměňovat energii prostřednictvím tepla. Když jsou dva objekty umístěny společně, objekt s větší tepelnou energií ztratí tuto energii k objektu s menší tepelnou energií. Jejich teploty budou nakonec stejné a přestanou si vyměňovat tepelnou energii, protože žádný objekt není teplejší nebo chladnější než druhý. V tomto okamžiku jsou ve stavu tepelné rovnováhy.

Tepelný kontakt je důležitý koncept vztahující se k tepelné rovnováze. Více systémů se považuje za tepelně v kontaktu, pokud jsou schopny ovlivnit teploty ostatních. Je-li láhev sody vyjmuta z chladničky a umístěna na kuchyňský pult, který má pokojovou teplotu, je pult a láhev sody v tepelném kontaktu. Tepelná energie z přepážky teče do studené láhve sody. Jejich teploty budou nakonec stejné a budou ve stavu tepelné rovnováhy.

V tepelných systémech zahrnujících objekty v tepelném kontaktu proudí teplo z teplejšího objektu, který obsahuje více tepelné energie, do chladnějšího objektu, který obsahuje méně tepelné energie. Proto objekty a systémy mohou buď získat nebo ztratit teplo. Technicky však nemohou získat nebo ztratit chlad, protože neexistuje žádná samostatná „studená energie“. V tepelném systému ztrácí teplejší objekt chladnější objekt, dokud není dosaženo rovnováhy.

Koncept tepelné rovnováhy se nejčastěji používá a studuje v oblasti chemie, zejména při studiu termodynamiky. Termodynamika se obvykle vyučuje na úvodní úrovni v kurzech chemie na střední škole, ale je to velmi složité téma, které není studentům plně vysvětleno, dokud nejsou na vysoké škole pokročilé hodiny chemie a fyziky.

Kromě svého místa v laboratoři má tepelná rovnováha v přírodě velmi důležité místo. Chemické systémy existují v mnoha živých a neživých věcech v přírodě a udržování těchto systémů ve stavu rovnováhy je velmi důležité. Například v lidském těle se enzymy podílejí na nesčetných chemických reakcích, které jsou životně důležité. Enzymy se však stávají zbytečnými, když dosáhnou příliš vysoké nebo příliš nízké teploty. Musí zůstat v konstantní rovnováze, aby zůstali funkční, a musí zůstat funkční, aby fungovalo samotné lidské tělo.