Hvad er termodynamisk ligevægt?

Termodynamisk ligevægt beskriver et system, hvis egenskaber ikke vil ændres uden en slags udvendig interferens. Med andre ord ændrer et system i termodynamisk ligevægt ikke, medmindre der tilføjes noget eller trækkes fra det. Et eksempel på dette er en lunken drik. Drikken kan have startet kolde, men varmen fra luften flytter ind i den kolde drikke og gør den varmere, indtil den er den samme temperatur som luften - og dermed nå termodynamisk ligevægt. Eftersom varme derudover bevæger sig fra luften ind i drikken, vil luften straks omkring cu \ p også blive køligere.

Den proces, et system bruger til at nå termodynamisk ligevægt, er beskrevet i to fysiske love: Den første termodynamiske lov og den anden lov om termodynamik. Den første lov hedder, at energi ikke kan skabes eller ødelægges, den kan kun overføres. Den anden lov siger, at entropi i et isoleret system vil stige, indtil ligevægt er nået. Dette er essensen af ​​termodynamisk ligevægt. For at et objekt skal nå termodynamisk ligevægt, skal tre betingelser være opfyldt: kemisk ligevægt, mekanisk ligevægt og termisk ligevægt.

Mekanisk ligevægt beskriver, hvad der sker, når der ikke er nogen ubalancerede kræfter i et system eller med et system og dets omgivelser. Dette betyder, at kræfterne skal være lige i et system og i et system og dets omgivelser. En sådan kraft er pres. Hvis trykket er det samme i systemet og med systemet og dets omgivelser, opnås mekanisk ligevægt. Hvis der ikke er nogen mekanisk ligevægt, vil systemet bestræbe sig på at nå ligevægt.

For at et system skal være i kemisk ligevægt, bør der ikke foregå nogen nettokemiske reaktioner. I nogle systemer kan dette betyde, at kemiske reaktioner er stoppet. I andre systemer kan dette dog betyde, at et system har nået en dynamisk ligevægt. Dynamisk ligevægt beskriver en tilstand, hvor fremad- og reservereaktioner foregår på en sådan måde, at nettomængden af ​​reaktanterne forbliver uændret. I kemisk ligevægt er det også nødvendigt, at materie ikke bevæger sig fra et område til et andet, såsom hvad der sker, når diffusion finder sted.

Når et objekt er i termisk ligevægt, skal temperaturerne være de samme. Eksemplet på den lunkne drik er et eksempel på et system, der når termisk ligevægt. Når et objekt kommer i termisk kontakt med et andet objekt, såsom luft, vil varmen flytte fra højere koncentration til lavere koncentration - det vil sige fra varmt til koldt. I øvrigt betyder dette, at is ikke køler ned en drink, men snarere at varmen opvarmer isen. Varmen vil fortsætte med at bevæge sig fra høj koncentration til lav, indtil begge genstande har samme temperatur, og termisk ligevægt er nået.