Qu'est-ce que l'équilibre thermodynamique?
L'équilibre thermodynamique décrit un système dont les propriétés ne changeront pas sans une sorte d'interférence extérieure. En d'autres termes, un système en équilibre thermodynamique ne changera pas à moins que quelque chose ne soit ajouté ou soustrait. Un exemple de ceci est une boisson tiède. La boisson a peut-être commencé à froid, mais la chaleur de l'air pénètre dans la boisson froide et la réchauffe jusqu'à ce qu'elle atteigne la même température que l'air, atteignant ainsi l'équilibre thermodynamique. De plus, étant donné que la chaleur se déplace de l'air dans la boisson, l'air immédiatement autour de la tasse deviendra également plus froid.
Le processus utilisé par un système pour atteindre l'équilibre thermodynamique est décrit dans deux lois de la physique: la première loi de la thermodynamique et la deuxième loi de la thermodynamique. La première loi stipule que l’énergie ne peut être ni créée ni détruite, elle ne peut être que transférée. La deuxième loi dit que dans un système isolé, l'entropie augmentera jusqu'à ce que l'équilibre soit atteint. C'est l'essence de l'équilibre thermodynamique. Pour qu'un objet atteigne l'équilibre thermodynamique, trois conditions doivent être remplies: l'équilibre chimique, l'équilibre mécanique et l'équilibre thermique.
L'équilibre mécanique décrit ce qui se produit lorsqu'il n'y a pas de forces déséquilibrées dans un système ou avec un système et ses environs. Cela signifie que les forces doivent être égales dans un système et dans un système et ses environs. Une telle force est la pression. Si la pression est la même dans le système et avec le système et ses environs, l'équilibre mécanique est atteint. S'il n'y a pas d'équilibre mécanique, le système s'efforcera d'atteindre l'équilibre.
Pour qu'un système soit à l'équilibre chimique, aucune réaction chimique nette ne devrait avoir lieu. Dans certains systèmes, cela peut signifier que les réactions chimiques se sont arrêtées. Cependant, dans d'autres systèmes, cela peut signifier qu'un système a atteint l'équilibre dynamique. L'équilibre dynamique décrit un état dans lequel se produisent des réactions prévisionnelles et des réactions de réserve, de sorte que la quantité nette de réactifs reste inchangée. En équilibre chimique, il est également nécessaire que la matière ne se déplace pas d'une zone à une autre, comme ce qui se passe lors de la diffusion.
Lorsqu'un objet est à l'équilibre thermique, les températures doivent être les mêmes. L'exemple de la boisson tiède est un exemple de système atteignant l'équilibre thermique. Lorsqu'un objet entre en contact thermique avec un autre objet, tel que l'air, la chaleur passera d'une concentration élevée à une concentration inférieure, c'est-à-dire du chaud au froid. Incidemment, cela signifie que la glace ne refroidit pas un verre, mais plutôt que le verre réchauffe la glace. La chaleur continuera à passer de la concentration la plus élevée à la plus basse jusqu'à ce que les deux objets soient à la même température et que l'équilibre thermique soit atteint.