הגדרת שיווי משקל תרמי
ה שיווי משקל תרמי זה אחד מצב בו הטמפרטורות של שני גופים שוות, אשר בתנאים הראשוניים שלהם הציגו טמפרטורות שונות. ברגע שהטמפרטורות שוות, זרימת החום מושעה ומגיעה לשני הגופים בשיווי משקל המונח הנ"ל.
מצב בו הטמפרטורות של שני גופים שוות
שיווי משקל תרמי הוא מושג שהוא חלק מה- תֶרמוֹדִינָמִיקָה, ה ענף הפיזיקה העוסק בתיאור מצבי שיווי משקל ברמה מקרוסקופית.
תיאור התהליך והרלוונטיות של התרמודינמיקה במחקר שלו
בגופים אין חום בצורה טבעית ומולדת אלא אנרגיה, היות והחום הוא האנרגיה המועברת מגוף אחד לאחר, מהטמפרטורה הגבוהה ביותר לטמפרטורה הנמוכה ביותר.
אנרגיה זו תעבור בין שני חומרים המחוברים למשטח דיאתרמי עד שהגוף השני מאזן את הטמפרטורה. שאלה זו היא מה מבטיח לנו את השינוי בהתפתחות החיונית.
כששתי מערכות נמצאות במגע מכני ישיר, או כשלא מצליחים בכך, מופרדות על ידי משטח המאפשר העברת חום, משטח דיאתרמי, ייאמר ששניהם נמצאים במגע תרמי. בינתיים, לאחר זמן מה, גם אם שתי המערכות שנמצאות במגע תרמי מסודרות בצורה כזו שהן לא יכולות להתערבב או אפילו אם הן ממוקמות בתוך חלל בו אי אפשר להחליף חום עם החוץ. בהכרח יגיע למצב של שיווי משקל תרמי.
ברמה מקרוסקופית, ניתן לפרש את מצבן של שתי מערכות במגע תרמי מכיוון שהחלקיקים על פני הממשק של שתי המערכות מסוגלים לתקשר זה עם זה; מה שנראה הוא שחלקיקי המערכת עם טמפרטורה גבוהה יותר יעבירו חלק מהאנרגיה שלהם לחלקיקי המערכת האחרת שטמפרטורה נמוכה יותר. האינטראקציה האמורה תגרום לחלקיקים של שתי המערכות להשיג את אותה האנרגיה ולכן את אותה הטמפרטורה.
כשגוף חם קל לזהות דרך החושים שלנו, במיוחד מגע, שאנחנו נוגעים בו וכמובן שכרגע אנחנו מרגישים את החום שלו בידיים שלנו. בכל מקרה, במקרים מסוימים מורכב להסביר את הסיבה לכך, כלומר לקבוע את סוג התהליך המתוחזק בתוך אותו גוף, כך שהוא מוצג בצורה כזו.
הסיבה נמצאת בתנועה, מכיוון שחום הוא ביטוי לאנרגיה קינטית.
כאשר גוף לוקח חום, החלקיקים המרכיבים אותו יתחילו לנוע במהירות גבוהה יותר וכך ככל שהגוף חם יותר, החלקיקים שלו ינועו מהר יותר.
כמובן שלא ניתן לצפות בתהליך זה בעין בלתי מזוינת, כלומר בעינינו, אך ניתן לעשות זאת באמצעות אלמנט כמו המיקרוסקופ, המאפשר לנו במדויק לדמיין את החלקיקים הקטנים.
כאשר אנו מתבוננים בתנועה של שתי מערכות חלקיקים, עלינו לזכור שאם היא זהה בשתיהן, מערכת זו כבר נמצאת בשיווי משקל. לעומת זאת, אם במערכות האינטראקציה יש חלקיקים שנעים במהירויות שונות, אלה שנעים פחות מהר נוטים להאיץ ואלה שנעים במהירות גבוהה יותר יהיו איטיים יותר, כלומר הם נוטים לשיווי משקל.
על מנת לדעת את הטמפרטורה של גוף או חומר, המכשיר של מד טמפרטורה. כאשר המדחום יבוא במגע תרמי עם הגוף המדובר, שניהם יגיעו לשיווי משקל תרמי ואז כאשר הם נמצאים באותה הטמפרטורה, נדע שהטמפרטורה שהמדחום יציין באינדקס שלה תהיה הטמפרטורה של הגוף ב שְׁאֵלָה.
תהליך זה וההתערבות של התרמודינמיקה הנ"ל עם ההסברים וההנחות שלה בעניין זה רלוונטיים להבנת האופן בו פועלים פרוצדורות טבעיות שונות, וכן להבנת צורות מסוימות של אובדן אנרגיה שנגרם על ידי מכונות מסוימות.
תרמודינמיקה חייבת את התפתחותה במידה רבה למחקר שבוצע כדי לגלות אלטרנטיבות שהובילו ליעילות רבה יותר של מכונות, ותחילתה במהפכה התעשייתית.
