• Cos'è l'equilibrio termico?
• Cos'è l'equilibrio termico?
• Formula equilibrio termico
• Legge zero della termodinamica
• Esempi di equilibrio termico

Spieghiamo cos'è l'equilibrio termico, in cosa consiste e qual è la sua formula. Inoltre, la legge zero della termodinamica ed esempi.

Dopo un certo tempo, due oggetti a contatto raggiungeranno la stessa temperatura.

Cos'è l'equilibrio termico?

Infisico, L'equilibrio termico è chiamato lo stato in cui due corpi in contatto, o separati da una superficie conduttrice, eguagliano le loro temperature inizialmente disparate, a causa del trasferimento di calore dall'uno all'altro.

Se abbiamo due oggetti a contatto, uno più caldo dell'altro, col passare del tempo entrambi tenderanno a raggiungere la stessa temperatura e, se non c'è trasferimento di calore verso altri oggetti, d'ora in poi manterranno un equilibrio termico, cioè a temperatura costante.

Cos'è l'equilibrio termico?

Lo stato di equilibrio termico si verifica quando l'energia cinetica è uguale in entrambi i corpi.

Questo fenomeno può essere spiegato microscopicamente, comprendendo che la temperatura degli oggetti è direttamente correlata alla Energia cinetica media della tuaparticelle, essereatomi, molecole, o quelli che dovrebbero essere considerati. Questa media è quella che viene comunemente chiamata "energia interna" in fisica, quindi maggiore è l'energia cinetica, maggiore è l'energia interna e maggiore è la temperatura del sistema.

Due corpi in contatto si scambiano energia con il passare del tempo. E così, il punto di equilibrio termico si raggiunge quando l'energia cinetica di entrambi i corpi è uguale, così che entrambi i corpi iniziano a funzionare come un unico sistema termodinamico, dotato della stessa quantità di energia interna e, quindi, di temperatura.

Formula equilibrio termico

L'espressione di equilibrio termico prevede il calcolo della differenza di temperatura tra i due corpi, per cui occorre determinare la quantità di calore (Q) che si scambiano.

Questo è determinato utilizzando la formula Q = m. Ce. Δt, dove m sarà ilmassa del corpo, Ce sucalore specifico espresso in cal/gr°C, e Δt è la variazione di temperatura, ovvero: Δt = tf - ti, tempo finale meno tempo iniziale.

Una volta calcolato il calore Q per ogni corpo, possiamo confrontarli sapendo che l'equilibrio termico avviene nell'uguaglianza delle temperature tra il corpo 1 e il corpo 2. Per raggiungere l'equilibrio termico, il calore che guadagna il corpo più freddo è quello che il corpo più caldo perde, quindi Q1 = Q2, cioè calore guadagnato = calore perso.

Legge zero della termodinamica

La legge dello zero della termodinamica può essere espressa come: se A = C e B = C, allora A = B.

Questo principio è espresso nella cosiddetta Legge Zero della Termodinamica, che fu così espressa nel 1931 da R. H. Fowler: “Se si trovano due sistemi A e B, ciascuno separatamente, in equilibrio termico con un terzo sistema, che chiameremo C, allora anche A e B sono in equilibrio termico tra loro”.

Cioè: se A = C e B = C, allora A = B.

Grazie a questo principio, incentrato sulla formulazione matematica della termodinamica, è noto ciò che Maxwell espresse a parole in questo modo: "Tutto il calore è dello stesso tipo".

Esempi di equilibrio termico

Ecco alcuni semplici esempi di equilibrio termico:

• Quando entriamo in una stanza calda, percepiamo il calore delaria immediatamente ma dato un margine ditempo metereologico, il nostro corpo scambierà calore con l'aria ed entrerà in equilibrio termico con essa, quindi smetteremo di percepire la differenza di temperatura.
• Se introduciamo un recipiente di vetro con acqua fredda in uno più grande con acqua bollente, il flusso di calore tra i due raffredderà l'acqua calda e riscalderà quella fredda, fino a raggiungere un livello intermedio di equilibrio termico.
• I prodotti che abbiamo nel congelatore della nostra cucina sono in equilibrio termico rispetto all'aria gelata tra di loro, in modo che condividano tutti la stessa temperatura.