Co to jest równowaga termiczna?
Równowaga termiczna osiąga się, gdy dwa obiekty lub systemy osiągają tę samą temperaturę i przestają wymianę energii przez ciepło. Gdy dwa obiekty zostaną umieszczone razem, obiekt o większej energii cieplnej straci tę energię do obiektu o mniejszej energii cieplnej. Ostatecznie ich temperatury będą równe i przestaną wymieniać energię cieplną, ponieważ żaden obiekt nie jest cieplej ani chłodniejszy niż drugi. W tym momencie są one w stanie równowagi termicznej.
Kontakt termiczny jest ważną koncepcją związaną z równowagą termiczną. Wiele systemów uważa się za kontakt termiczny, jeśli są w stanie wpływać na temperatury innych. Jeśli butelka sody zostanie usunięta z lodówki i umieszczona na blacie kuchennym, która jest w temperaturze pokojowej, licznik i butelka sody są w kontakcie termicznym. Energia podgrzewana z licznika przepływa do zimnej butelki sody. Ostatecznie ich temperatury będą równe i będą w stanie równowagi termicznej.
W układach termicznych obejmujących obiekty w styku termicznym przepływa ciepło z obiektu cieplejszego, który zawiera więcej energii cieplnej, do obiektu chłodniejszego, który zawiera mniej energii cieplnej. Dlatego obiekty i systemy mogą albo zyskać lub stracić ciepło. Technicznie nie mogą jednak zyskać ani stracić przeziębienia, ponieważ nie ma oddzielnej „zimnej energii”. W układzie termicznym cieplejszy obiekt traci energię cieplną z obiektem chłodniejszym, aż osiągnie się równowaga.
Pojęcie równowagi termicznej jest najczęściej stosowane i badane w dziedzinie chemii, szczególnie w badaniu termodynamiki. Termodynamika jest zwykle nauczana na poziomie wprowadzającym na kursach chemii w szkole średniej, ale jest to bardzo złożony temat, który nie jest w pełni wyjaśniony studentom, dopóki zaawansowane zajęcia chemii i fizyki na studiach.
Wraz z miejscem w laboratorium równowaga termiczna ma bardzo ważne miejscew naturze. Systemy chemiczne istnieją w wielu żywych i niewidocznych rzeczach w przyrodzie, a utrzymanie tych systemów w stanie równowagi jest bardzo ważne. Na przykład w ludzkim ciele enzymy są zaangażowane w niezliczone reakcje chemiczne, które są niezbędne dla życia. Enzymy stają się jednak bezużyteczne, gdy osiągają zbyt wysoką lub zbyt niską temperaturę. Muszą pozostać na stałej równowagi, aby pozostać funkcjonalne i muszą pozostać funkcjonalne, aby samo ciało ludzkie mogło działać.