熱平衡とは何ですか？

2つのオブジェクトまたはシステムが同じ温度に達し、熱を介してエネルギーを交換するのをやめると、熱平衡が達成されます。 2つのオブジェクトが一緒に配置されると、熱エネルギーを備えたオブジェクトは、熱エネルギーが少ないオブジェクトにそのエネルギーを失います。 最終的に、それらの温度は等しくなり、どちらのオブジェクトも他のオブジェクトよりも暖かくても冷たくないため、熱エネルギーを交換するのをやめます。 この時点で、それらは熱平衡状態にあります。

熱接触は、熱平衡に関する重要な概念です。 複数のシステムが他の温度に影響を与えることができる場合、熱接触していると見なされます。 ソーダのボトルを冷蔵庫から取り出し、室温にあるキッチンカウンターに置いた場合、カウンターとソーダのボトルは熱接触しています。 カウンターからの熱エネルギーは、ソーダの冷たいボトルに流れます。 最終的に、それらの温度は等しくなり、熱平衡状態になります。

熱接触のオブジェクトを含む熱システムでは、熱エネルギーを含むより暖かいオブジェクトから熱エネルギーを含むより低いオブジェクトへの熱が流れます。 したがって、オブジェクトとシステムは熱を獲得または失うことができます。 しかし、彼らは技術的には冷たいものを獲得したり失ったりすることはできません。 熱システムでは、暖かいオブジェクトは、平衡が達成されるまで冷たいオブジェクトに熱エネルギーを失います。

熱平衡の概念は、ほとんどの場合、化学の分野、特に熱力学の研究で使用され、研究されています。 熱力学は通常、高校の化学コースの入門レベルで教えられますが、大学の高度な化学と物理学のクラスまで学生に完全には説明されていない非常に複雑なトピックです。

ラボ内のその場所とともに、熱平衡は非常に重要な場所を持っています自然界で。 化学システムは、本質的に多くの生きていないものや非生物に存在し、それらのシステムを平衡状態に保つことは非常に重要です。 たとえば、人体では、酵素は生命に不可欠な無数の化学反応に関与しています。 ただし、酵素は、温度が高すぎたり低すぎたりすると役に立たなくなります。 それらは機能性を維持するために一定の平衡状態を維持する必要があり、人体自体が機能するためには機能的なままでなければなりません。