Co je termodynamická rovnováha?
Termodynamická rovnováha popisuje systém, jehož vlastnosti se nezmění bez jakéhokoli vnějšího rušení. Jinými slovy, systém v termodynamické rovnováze se nezmění, pokud z něj nebude něco přidáno nebo odečteno. Příkladem toho je vlažný nápoj. Nápoj mohl začít studený, ale teplo ze vzduchu se bude pohybovat do studeného nápoje a bude ho teplejší, dokud nebude stejná teplota jako vzduch - čímž dosáhne termodynamické rovnováhy. Navíc, protože teplo se pohybuje ze vzduchu do nápoje, vzduch bezprostředně kolem cu \ p se také ochlazuje.
Proces, který systém používá k dosažení termodynamické rovnováhy, je popsán ve dvou zákonech fyziky: První zákon termodynamiky a Druhý zákon termodynamiky. První zákon uvádí, že energii nelze vytvořit ani zničit, lze ji pouze převést. Druhý zákon říká, že v izolovaném systému entropie vzroste, dokud nebude dosaženo rovnováhy. To je podstata termodynamické rovnováhy. Aby objekt dosáhl termodynamické rovnováhy, musí být splněny tři podmínky: chemická rovnováha, mechanická rovnováha a tepelná rovnováha.
Mechanická rovnováha popisuje, co se stane, když v systému nebo se systémem a jeho okolím nejsou nevyvážené síly. To znamená, že síly musí být stejné v systému i v systému a jeho okolí. Jednou takovou silou je tlak. Pokud je tlak stejný v systému i se systémem a jeho okolím, je dosaženo mechanické rovnováhy. Pokud neexistuje mechanická rovnováha, systém se bude snažit dosáhnout rovnováhy.
Aby byl systém v chemické rovnováze, neměly by probíhat žádné čisté chemické reakce. V některých systémech to může znamenat zastavení chemických reakcí. V jiných systémech to však může znamenat, že systém dosáhl dynamické rovnováhy. Dynamická rovnováha popisuje stav, ve kterém se děje reakce vpřed a rezervy tak, že čisté množství reakčních složek zůstává nezměněno. V chemické rovnováze je také nutné, aby se hmota neměla pohybovat z jedné oblasti do druhé, jako je to, co se stane, když dochází k difúzi.
Pokud je objekt v tepelné rovnováze, musí být teploty stejné. Příklad vlažného nápoje je příkladem systému dosahujícího tepelné rovnováhy. Když objekt přijde do tepelného kontaktu s jiným objektem, například vzduchem, teplo se bude pohybovat od vyšší koncentrace k nižší koncentraci - tj. Z horkého do studeného. Mimochodem to znamená, že led neochladí nápoj, nýbrž nápoj ho zahřeje. Teplo se bude nadále pohybovat z vysoké koncentrace do nízké, dokud nebudou oba objekty na stejné teplotě a nebude dosaženo tepelné rovnováhy.