Hvad er termisk ligevægt?

Termisk ligevægt opnås, når to objekter eller systemer når den samme temperatur og ophører med at udveksle energi gennem varme. Når to genstande er placeret sammen, vil objektet med mere varmeenergi miste den energi til objektet med mindre varmeenergi. Til sidst vil deres temperaturer være ens, og de vil ophøre med at udveksle varmeenergi, da hverken genstand er varmere eller køligere end den anden. På dette tidspunkt er de i en tilstand af termisk ligevægt.

Termisk kontakt er et vigtigt koncept, der vedrører termisk ligevægt. Flere systemer anses for at være i termisk kontakt, hvis de er i stand til at påvirke de andres temperaturer. Hvis en flaske soda fjernes fra køleskabet og placeres på køkkenbordet, som er ved stuetemperatur, er tælleren og flasken soda i termisk kontakt. Varmeenergi fra tælleren strømmer til den kolde sodavand. Til sidst vil deres temperaturer være ens, og de vil være i en tilstand af termisk ligevægt.

I termiske systemer, der involverer genstande i termisk kontakt, strømmer varme fra det varmere objekt, der indeholder mere termisk energi, til det køligere objekt, der indeholder mindre termisk energi. Derfor kan genstande og systemer enten vinde eller miste varme. De kan teknisk set ikke vinde eller miste kulde, da der ikke er nogen separat "kold energi." I et termisk system mister det varmere objekt varmeenergi til det køligere objekt, indtil der opnås balance.

Begrebet termisk ligevægt bruges og studeres ofte inden for kemiområdet, især i studiet af termodynamik. Termodynamik undervises normalt på et introduktionsniveau i gymnasiekemi-kurser, men det er et meget komplekst emne, der ikke er fuldt ud forklaret til studerende, før avancerede kemi- og fysikklasser på college.

Sammen med sin plads i laboratoriet har termisk ligevægt et meget vigtigt sted i naturen. Kemiske systemer findes i mange levende og ikke-levende ting i naturen, og det er meget vigtigt at holde disse systemer i balance. I menneskekroppen er for eksempel enzymer involveret i utallige kemiske reaktioner, der er livsvigtige. Enzymer bliver imidlertid ubrugelige, når de når for høj eller for lav temperatur. De skal forblive i en konstant ligevægt for at forblive funktionelle, og de skal forblive funktionelle for, at menneskekroppen selv kan fungere.