17 Esempio di equilibrio termico: spiegazioni, fatti, approfondimenti

Una tazza di tè caldo a 80°C posta in una stanza a 20°C raggiunge l’equilibrio termico quando sia il tè che l’aria circostante si stabilizzano a una temperatura media, diciamo 25°C, a causa del trasferimento di calore. Ciò segue la Legge Zero della Termodinamica, secondo cui se due sistemi sono in equilibrio termico con un terzo, sono in equilibrio tra loro. La velocità di scambio termico è proporzionale alla differenza di temperatura, secondo la legge di conduzione del calore di Fourier.

• Molecole d'aria circostanti
• Acqua calda in un thermos
• Caffè caldo in tazza
• Motori automobilistici
• Dispositivi elettronici
• Prodotti conservati in frigorifero
• Marmi che tengono in mano
• Ghiaccio in un bicchiere d'acqua
• Scioglimento del gelato
• Scioglimento del burro
• Ghiacciai nel mare
• Misurare la temperatura corporea con un termometro
• Corpo umano
• La mano teneva su una sponda fredda
• Entrare in una stanza di una certa temperatura
• Mescolando acqua calda e fredda

Molecole d'aria circostanti

Le molecole d'aria circostanti sono utili esempi di equilibrio termico perché la molecola d'aria raggiunge la stessa temperatura della temperatura circostante ed è in equilibrio con la natura. La temperatura circostante viene trasferita alla molecola d'aria per bilanciare la temperatura.

Acqua calda in un thermos

I thermos lo sono sistemi isolati, quindi non ci sarà flusso di calore fuori dal sistema. Questa è una delle buone termiche esempi di equilibrio quando l'acqua calda viene versata nelle fiaschette. La temperatura dell'acqua viene trasferita ai palloni; si stabilisce così l'equilibrio tra i palloni e l'acqua. Quando si apre il coperchio dei flaconi, il flusso d'acqua fuoriesce a causa dell'equilibrio dell'equilibrio termico.

Caffè caldo in tazza

Se si versa un caffè caldo nella tazza fredda, la tazza diventa calda come il caffè. Il calore del caffè viene trasferito nella tazzina; in questo modo il caffè si trova in equilibrio rispetto alla tazzina trasferendo la sua temperatura alla tazzina.

Per saperne di più su Equilibrio stabile

Motori automobilistici

Quando le automobili vengono guidate a lungo, il motore si surriscalda. Poiché l'automobile è in ritardo rispetto al movimento ed è in uno stato stazionario, dopo qualche tempo il motore si raffredda e la sua temperatura diventa uguale alla temperatura ambiente; in tal modo lo stato di equilibrio è raggiunto dal motore rispetto alla temperatura ambiente.

Dispositivi elettronici

Tutti i dispositivi elettronici si sono riscaldati durante la corsa. Questo calore non è permanente. I dispositivi si raffreddano dopo qualche tempo per essere in equilibrio con l'ambiente circostante, soddisfacendo così la condizione di equilibrio termico.

Prodotti conservati in frigorifero.

Se conservi un prodotto per una notte all'interno del frigorifero, diventa freddo. In questo caso, la freddezza del frigorifero fa raffreddare il prodotto. Così la temperatura del frigorifero e del prodotto sarà la stessa. Si genera quindi l'equilibrio termico tra il frigorifero e il prodotto.

Marmi che tengono in mano

Se tieni una biglia a lungo, la temperatura della tua mano e della biglia saranno uguali. Questo può essere ben definito in quanto il marmo è in equilibrio termico con la mano in quanto la temperatura della mano viene trasferita al marmo fino a renderlo uguale. Quindi tenere in mano una biglia è uno dei migliori esempi di equilibrio termico.

Per saperne di più su Equilibrio dinamico di un sistema

Ghiaccio in un bicchiere d'acqua

Prendete un bicchiere d'acqua a temperatura ambiente e mettete nella stessa acqua dei cubetti di ghiaccio. Il ghiaccio si scioglie gradualmente scambiando la sua temperatura con l'acqua. Lo scambio di temperatura tra l'acqua ei cubetti di ghiaccio avviene fino a quando sia l'acqua che il ghiaccio raggiungono la stessa temperatura, soddisfacendo così la condizione di equilibrio.

Scioglimento del gelato

Se tieni il gelato fuori dal frigorifero per qualche tempo, interagisce con l'ambiente circostante e si verificherà un trasferimento di calore. Il gelato si scioglie fino a quando la sua temperatura non corrisponde alla temperatura ambiente. Il gelato sarà così in equilibrio con l'ambiente circostante soddisfacendo l'equilibrio termico.

Scioglimento del burro

I burri sono molto sensibili alla temperatura. Quando il burro viene a contatto con diverse temperature, il burro si scioglie e cerca di essere in equilibrio con l'ambiente circostante. La fusione del burro è quindi uno degli ottimi esempi di equilibrio termico.

Formazione di ghiacciai

Ai poli, i ghiacciai permanenti in mare sono una delle terme naturali esempi di equilibrio. A causa del riscaldamento globale, la temperatura vicino al mare aumenta rapidamente; così, il ghiaccio si scioglie, creando ghiacciai. I ghiacciai sono in equilibrio termico con il mare vicino ai poli.

Per saperne di più su Equilibrio dinamico una diffusione

Misurare la temperatura corporea con un termometro

Se hai la febbre, controllerai la temperatura corporea usando un termometro. In questo caso, la temperatura corporea si trasforma in un termometro composto da mercurio. Quando il calore viene fornito, il mercurio inizia a salire fino alla temperatura corporea e il mercurio diventa uguale. Quando entrambe le temperature diventano uguali, non ci sarà alcun trasferimento di calore dal corpo e anche la risalita di mercurio verrà interrotta. Il punto in cui il mercurio ha interrotto il suo movimento viene registrato come temperatura corporea.

Quando il contatto tra il tuo corpo e il termometro viene rimosso, il mercurio inizia a muoversi verso il basso e si deposita nella sua posizione originale fino a raggiungere lo zero. In entrambi i casi, il mercurio è in equilibrio con l'ambiente circostante. Prima di entrare in contatto con il proprio corpo, il termometro è in equilibrio con l'ambiente circostante. Quando si tratta di contatto con il tuo corpo, l'equilibrio termico è impostato tra il termometro e il tuo corpo. Una volta liberato dal contatto con il corpo, il termometro raggiungerà nuovamente l'equilibrio con l'ambiente circostante.

Corpo umano

Il corpo umano, dopo la morte, diventerà freddo a causa del equilibrio termale. Ci sarà un trasferimento di calore tra il corpo e l'ambiente circostante avrà luogo per bilanciare la temperatura. Questo processo richiede solo poco tempo dopo la morte per raggiungere l'equilibrio termico.

La mano teneva su una sponda fredda.

Se tieni la mano su un binario freddo, le tue mani si raffreddano. La freddezza del binario viene trasferita alla tua mano per bilanciare la temperatura. Una volta che la temperatura della tua mano e del binario diventa la stessa, si ottiene l'equilibrio termico tra rotaia e corrimano.

Leggi Equilibrio dinamico vs Equilibrio statico

Entrare in una stanza di una certa temperatura

Sei mai entrato nella stanza dell'aria condizionata? In tal caso, hai sperimentato che il tuo corpo diventa freddo o caldo a seconda della temperatura dei set AC. Il tuo corpo raggiunge la stessa temperatura dell'aria condizionata quando entri nella stanza. In questo modo si stabilisce l'equilibrio termico tra te e la stanza.

Mescolando acqua calda e fredda

Quando mescoli l'acqua calda e l'acqua fredda, l'acqua calda trasferisce la sua temperatura all'acqua fredda e l'acqua fredda dà la sua freddezza all'acqua calda; quindi, avviene lo scambio di temperatura tra di loro. Questo processo avviene fino a quando non viene lasciato calore da scambiare; così, equilibrio termale è generato.

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