Wat is thermisch evenwicht?

Thermisch evenwicht wordt bereikt wanneer twee objecten of systemen dezelfde temperatuur bereiken en geen energie meer uitwisselen via warmte. Wanneer twee objecten bij elkaar worden geplaatst, verliest het object met meer warmte-energie die energie aan het object met minder warmte-energie. Uiteindelijk zullen hun temperaturen gelijk zijn en zullen ze ophouden warmte-energie uit te wisselen, aangezien geen van beide objecten warmer of koeler is dan het andere. Op dit punt bevinden ze zich in een thermisch evenwicht.

Thermisch contact is een belangrijk concept met betrekking tot thermisch evenwicht. Meerdere systemen worden beschouwd als in thermisch contact als ze in staat zijn om de temperaturen van anderen te beïnvloeden. Als een flesje frisdrank uit de koelkast wordt gehaald en op het aanrecht wordt geplaatst, dat op kamertemperatuur is, staan ​​het aanrecht en de fles frisdrank in thermisch contact. Warmte-energie van de teller stroomt naar de koude fles frisdrank. Uiteindelijk zullen hun temperaturen gelijk zijn en zullen ze in een staat van thermisch evenwicht zijn.

In thermische systemen waarbij objecten in thermisch contact betrokken zijn, stroomt warmte van het warmere object, dat meer thermische energie bevat, naar het koelere object, dat minder thermische energie bevat. Daarom kunnen objecten en systemen warmte winnen of verliezen. Technisch gezien kunnen ze echter geen koude bereiken of verliezen, omdat er geen afzonderlijke "koude energie" is. In een thermisch systeem verliest het warmere object warmte-energie aan het koelere object totdat het evenwicht is bereikt.

Het concept van thermisch evenwicht wordt meestal gebruikt en bestudeerd op het gebied van chemie, met name in de studie van thermodynamica. Thermodynamica wordt meestal op inleidend niveau onderwezen in chemiecursussen op de middelbare school, maar het is een zeer complex onderwerp dat niet volledig wordt uitgelegd aan studenten tot geavanceerde scheikunde- en natuurkundelessen op de universiteit.

Samen met zijn plaats in het laboratorium heeft thermisch evenwicht een zeer belangrijke plaats in de natuur. Chemische systemen bestaan ​​in veel levende en niet-levende dingen in de natuur, en het is erg belangrijk om die systemen in evenwicht te houden. In het menselijk lichaam zijn bijvoorbeeld enzymen betrokken bij talloze chemische reacties die van levensbelang zijn. Enzymen worden echter nutteloos wanneer ze een te hoge of te lage temperatuur bereiken. Ze moeten in een constant evenwicht blijven om functioneel te blijven, en ze moeten functioneel blijven voor het menselijk lichaam zelf om te functioneren.