O que é Equilíbrio térmico?
O equilíbrio térmico é alcançado quando dois objetos ou sistemas atingem a mesma temperatura e deixam de trocar energia pelo calor. Quando dois objetos são colocados juntos, o objeto com mais energia térmica perde essa energia para o objeto com menos energia térmica. Eventualmente, suas temperaturas serão iguais e eles deixarão de trocar energia térmica, pois nenhum objeto é mais quente ou mais frio que o outro. Neste ponto, eles estão em um estado de equilíbrio térmico.
O contato térmico é um conceito importante relacionado ao equilíbrio térmico. Múltiplos sistemas são considerados em contato térmico se forem capazes de afetar as temperaturas dos outros. Se a garrafa de refrigerante for removida da geladeira e colocada no balcão da cozinha, em temperatura ambiente, o balcão e a garrafa de refrigerante estão em contato térmico. A energia térmica do balcão flui para a garrafa fria de refrigerante. Eventualmente, suas temperaturas serão iguais e elas estarão em um estado de equilíbrio térmico.
Nos sistemas térmicos que envolvem objetos em contato térmico, o calor flui do objeto mais quente, que contém mais energia térmica, para o objeto mais frio, que contém menos energia térmica. Portanto, objetos e sistemas podem ganhar ou perder calor. Tecnicamente, eles não podem ganhar ou perder frio, pois não há “energia fria” separada. Em um sistema térmico, o objeto mais quente perde energia de calor para o objeto mais frio até que o equilíbrio seja alcançado.
O conceito de equilíbrio térmico é mais frequentemente usado e estudado no campo da química, particularmente no estudo da termodinâmica. A termodinâmica é normalmente ensinada em um nível introdutório nos cursos de química do ensino médio, mas é um tópico muito complexo que não é totalmente explicado aos alunos até as aulas avançadas de química e física na faculdade.
Juntamente com seu lugar no laboratório, o equilíbrio térmico tem um lugar muito importante na natureza. Os sistemas químicos existem em muitas coisas vivas e não-vivas da natureza, e manter esses sistemas em um estado de equilíbrio é muito importante. No corpo humano, por exemplo, as enzimas estão envolvidas em inúmeras reações químicas vitais para a vida. As enzimas, no entanto, tornam-se inúteis quando atingem uma temperatura muito alta ou muito baixa. Eles devem permanecer em equilíbrio constante para permanecerem funcionais e devem permanecer funcionais para o próprio corpo humano funcionar.