熱平衡

温度の異なる2つの物体が接触すると、高温の物体はエネルギーの一部を低温の物体に譲り、両方の温度が等しくなります。

この状況はとして知られています 熱平衡、そしてそれは正確には、最初は異なる温度を持っていた2つの物体の温度が等しい状態です。温度が等しくなると、 熱の流れが中断されます、そして平衡状態に達します。

参照： 熱と温度の例

理論的には、熱平衡はゼロ法則または 熱力学のゼロ原理、これは、2つの別々のシステムが同時に3番目のシステムと熱平衡にある場合、それらは互いに熱平衡にあることを説明しています。この法則は、巨視的レベルで平衡状態を記述することを扱う物理学の分野である熱力学の分野全体の基本です。

物体間の移動で交換される熱量の定量化をもたらす方程式は、次の形式になります。

Q = M * C * ΔT

ここで、Qはカロリーで表される熱量、Mは調査中の体の質量、Cは体の比熱、ΔTは温度差です。

で 平衡状態では、質量と比熱は元の値を保持しますが、温度差は0になります 正確には、温度の変化がない平衡状態が定義されたからです。

熱平衡のアイデアのための別の重要な方程式は、統一されたシステムが持つであろう温度を表現しようとするものです。温度T1にあるN1粒子のシステムが、温度T2にある別のN2粒子のシステムと接触すると、平衡温度は次の式で得られることが認められています。

（N1 * T1 + N2 * T2）/（N1 + N2）.

このように、 両方のサブシステムに同じ量の粒子がある場合、平衡温度は平均に低下します 2つの初期温度の間。これは、3つ以上のサブシステム間の関係に対して一般化できます。

熱平衡が発生する状況の例を次に示します。

1. 温度計を使用して体温を測定することは、そのように機能します。温度の程度を真に定量化するために温度計が体と接触しなければならない長い期間は、正確には熱平衡に達するのにかかる時間によるものです。
2. 「ナチュラル」で販売されている製品は、冷蔵庫を通過した可能性があります。しかし、冷蔵庫の外で自然環境と接触した後、彼らはそれと熱平衡に達した。
3. 海と極での氷河の永続性は、熱平衡の特定のケースです。正確には、地球温暖化に関する警告は、海の温度の上昇と、その氷の多くが溶ける熱平衡と関係があります。
4. 人が入浴から出るとき、体はお湯と平衡状態に入っていたので、彼は比較的寒く、そして今、それは環境と平衡状態にならなければなりません。
5. 一杯のコーヒーを冷やすために探しているときは、それに冷たい牛乳を加えます。
6. バターなどの物質は温度変化に非常に敏感であり、自然温度の環境との接触時間が非常に短いと、平衡状態になり、溶けます。
7. 冷たい手すりに手を置くと、しばらくの間、手が冷たくなります。
8. 1ポンドのアイスクリームが入った瓶は、同じアイスクリームが4分の1ポンド入った別の瓶よりもゆっくりと溶けます。これは、質量が熱平衡の特性を決定する方程式によって生成されます。
9. アイスキューブをコップ一杯の水に入れると、熱平衡も発生します。唯一の違いは、平衡状態は状態の変化を意味することです。これは、水が固体から液体に変化する100°Cを通過するためです。
10. 元の温度よりも低い温度で非常に迅速に平衡に達するお湯の割合に冷水を追加します。