Co to jest równowaga termodynamiczna?

Równowaga termodynamiczna opisuje układ, którego właściwości nie zmienią się bez pewnego rodzaju zakłóceń zewnętrznych. Innymi słowy, układ w równowadze termodynamicznej nie zmieni się, chyba że coś zostanie z niego dodane lub odejmowane. Przykładem tego jest letni napój. Napój mógł zacząć się zimno, ale ciepło z powietrza przesunie się do zimnego napoju i sprawi, że będzie cieplej, aż będzie taka sama temperatura co powietrze - w ten sposób osiągając równowagę termodynamiczną. Ponadto, ponieważ ciepło przesuwa się z powietrza do napoju, powietrze bezpośrednio wokół Cu \ p również stanie się chłodniejsze.

Proces, którego system używa do osiągnięcia równowagi termodynamicznej, opisano w dwóch prawach fizyki: pierwsze prawo termodynamiki i drugie prawo termodynamiki. Pierwsze prawo stanowi, że energii nie można stworzyć ani zniszczyć, można ją jedynie przenieść. Drugie prawo mówi, że w izolowanym układzie entropia wzrośnie do momentu osiągnięcia równowagi. To jestEsencja równowagi termodynamicznej. Aby obiekt osiągnął równowagę termodynamiczną, trzeba spełnić trzy warunki: równowaga chemiczna, równowaga mechaniczna i równowaga termiczna.

Równowaga mechaniczna opisuje, co się dzieje, gdy nie ma niezrównoważonych sił w układzie lub z systemem i jego otoczeniem. Oznacza to, że siły muszą być równe w systemie oraz w systemie i jego otoczeniu. Jedną z takich siły jest ciśnienie. Jeśli ciśnienie jest takie samo w układzie oraz w układzie i jego otoczeniu, osiągana jest równowaga mechaniczna. Jeśli nie ma równowagi mechanicznej, układ będzie starał się osiągnąć równowagę.

Aby układ był w równowadze chemicznej, nie powinno trwać reakcji chemicznych netto. W niektórych systemach może to oznaczać, że reakcje chemiczne się zatrzymały. Jednak w innych systemach może to oznaczać, że system osiągnął dynamiczny equiLibrium. Równowaga dynamiczna opisuje stan, w którym reakcje naprzód i rezerwowe odbywają się w taki sposób, aby ilość netto reagentów pozostała niezmieniona. W równowadze chemicznej konieczne jest również, aby materia nie przemieszczała się z jednego obszaru do drugiego, takiego jak to, co dzieje się podczas dyfuzji.

Gdy obiekt jest w równowadze termicznej, temperatury muszą być takie same. Przykład letniego napoju jest przykładem układu osiągającego równowagę termiczną. Gdy obiekt ma kontakt termiczny z innym obiektem, takim jak powietrze, ciepło przesunie się od wyższego stężenia do niższego stężenia-to znaczy od gorącego do zimna. Nawiasem mówiąc, oznacza to, że lód nie ochładza drinka, ale napój rozgrzewa lód. Ciepło będzie nadal przesuwać się z wysokiego stężenia do niskiego, aż oba obiekty znajdą się w tej samej temperaturze i osiągnięto równowagę termiczną.