როდესაც ორი სხეული, რომლებიც განსხვავებულ ტემპერატურაზე არიან, დაუკავშირდნენ ერთმანეთს, რაც უფრო ცხელია, ენერგიის ნაწილს უთმობს ქვედა ტემპერატურის მქონე სხეულს, იქამდე, სადაც ორივე ტემპერატურა თანაბარია.
ეს სიტუაცია ცნობილია როგორც თერმული წონასწორობა, და ეს არის ზუსტად ის მდგომარეობა, რომელშიც ორი სხეულის ტემპერატურა, რომელსაც თავდაპირველად განსხვავებული ტემპერატურა ჰქონდა, ტოლია. ეს ხდება, რომ ტემპერატურის გათანაბრებისთანავე სითბოს დინება შეჩერებულიადა შემდეგ მიიღწევა წონასწორობა.
Იხილეთ ასევე: სითბოს და ტემპერატურის მაგალითები
თეორიულად, თერმული წონასწორობა ფუნდამენტურია ნულოვანი კანონის ან თერმოდინამიკის ნულოვანი პრინციპი, რომელიც განმარტავს, რომ თუ ორი ცალკეული სისტემა ერთდროულად იმყოფება თერმული წონასწორობით მესამე სისტემასთან, ისინი თერმული წონასწორობაში არიან ერთმანეთთან. ეს კანონი ფუნდამენტურია თერმოდინამიკის მთელი დისციპლინისთვის, რომელიც არის ფიზიკის ის დარგი, რომელიც ეხება მაკროსკოპულ დონეზე წონასწორობის მდგომარეობების აღწერას.
განტოლებას, რომელიც წარმოშობს სითბოს რაოდენობის რაოდენობრივად განსაზღვრას, რომელიც სხეულებს შორის გადადის, ხდება:
Q = M * C * ΔT
სადაც Q არის სითბოს რაოდენობა, რომელიც გამოხატულია კალორიებში, M არის შესწავლილი სხეულის მასა, C არის სხეულის სპეციფიკური სითბო და ΔT არის ტემპერატურის სხვაობა.
Ში წონასწორობის სიტუაცია, მასა და სპეციფიკური სითბო ინარჩუნებს თავდაპირველ მნიშვნელობას, მაგრამ ტემპერატურის სხვაობა ხდება 0 რადგან ზუსტად განისაზღვრა წონასწორობის სიტუაცია, სადაც ტემპერატურის ცვლილებები არ ხდება.
თერმული წონასწორობის იდეის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი განტოლებაა ის, რომელიც ცდილობს გამოხატოს ტემპერატურა, რომელიც ერთიან სისტემას ექნება. მიღებულია, რომ როდესაც N1 ნაწილაკების სისტემა, რომელიც არის T1 ტემპერატურაზე, დაუკავშირდა N2 ნაწილაკების სხვა სისტემას, რომელიც არის T2 ტემპერატურაზე, წონასწორობის ტემპერატურა მიიღება ფორმულით:
(N1 * T1 + N2 * T2) / (N1 + N2).
ამ გზით ჩანს, რომ როდესაც ორივე ქვესისტემას ერთნაირი რაოდენობის ნაწილაკები აქვს, წონასწორობის ტემპერატურა საშუალოზე შემცირდება ორ საწყის ტემპერატურას შორის. ამის განზოგადება შესაძლებელია ორზე მეტ ქვესისტემას შორის ურთიერთობისთვის.
აქ მოცემულია სიტუაციების მაგალითები, როდესაც თერმული წონასწორობა ხდება:
- სხეულის ტემპერატურის გაზომვა თერმომეტრის გამოყენებით ასე მუშაობს. დიდი ხნის ხანგრძლივობა, რაც თერმომეტრს უნდა ჰქონდეს სხეულთან შეხებისას, რომ ტემპერატურის გრადუსიულად შეფასება შეძლოს, სწორედ ამ დროით არის განპირობებული, რაც თერმული წონასწორობის მიღწევას სჭირდება.
- პროდუქტებს, რომლებიც "ნატურალურად" იყიდება, შეიძლებოდა მაცივარი გაეტარებინათ. ამასთან, მაცივრის გარეთ გარკვეული დროის გასვლის შემდეგ, ბუნებრივ გარემოსთან კონტაქტის შედეგად, მათ მიაღწიეს მასთან თერმული წონასწორობას.
- მყინვარების მუდმივობა ზღვებსა და პოლუსებზე თერმული წონასწორობის განსაკუთრებული შემთხვევაა. ზუსტად გლობალური დათბობის შესახებ გაფრთხილებას ბევრი აქვს საერთო ზღვების ტემპერატურის ზრდასთან, შემდეგ კი თერმული წონასწორობით, სადაც ყინულის დიდი ნაწილი დნება.
- როდესაც ადამიანი ბანაობიდან გამოდის, ის შედარებით ცივა, რადგან სხეული ცხელ წყალთან წონასწორობაში შევიდა, ახლა კი იგი გარემოსთან წონასწორობაში უნდა შევიდეს.
- ფინჯანი ყავის გაგრილებისას ცივი რძის დამატება.
- ისეთი ნივთიერებები, როგორიცაა კარაქი, ძალიან მგრძნობიარეა ტემპერატურის ცვლილებების მიმართ და ბუნებრივ ტემპერატურაზე გარემოსთან კონტაქტის ძალიან მოკლე დროში ისინი წონასწორობაში შედიან და დნება.
- ხელის ცივ მოაჯირზე დაყენებით, გარკვეული დროით, ხელი უფრო ცივდება.
- ქილა ნაყინის მქონე ქილა უფრო ნელა დნება ვიდრე სხვა, იგივე ნაყინის მეოთხედი კილოგრამით. ამას აწარმოებს განტოლება, რომელშიც მასა განსაზღვრავს თერმული წონასწორობის მახასიათებლებს.
- როდესაც ყინულის კუბი მოთავსებულია ჭიქა წყალში, ასევე ხდება თერმული წონასწორობა. განსხვავება მხოლოდ იმაშია, რომ წონასწორობა გულისხმობს მდგომარეობის შეცვლას, რადგან ის გადის 100 ° C ტემპერატურაზე, სადაც წყალი მყარიდან გადადის თხევადში.
- დაამატეთ ცივი წყალი ცხელ წყალში, სადაც წონასწორობა ძალიან სწრაფად მიიღწევა თავდაპირველზე უფრო ცივ ტემპერატურაზე.
