Молекулярная физика Термодинамика

Тепловое равновесие

Тепловое равновесие — состояние системы, при котором остаются неизменными по времени величины этой системы, такие как температура, давление, объем и энтропия в условиях изолированности от окружающей среды.

Состояние термодинамической системы, в которое она самопроизвольно приходит через достаточно большой промежуток времени в условиях изоляции от окружающей среды, называется тепловым равновесием. В таком состоянии параметры нашей системы не изменяются со временем, то есть, объем и давление не меняются, а так же не происходит теплообмена с окружающей средой. Отсутствуют превращения газов, жидкостей и твердых тел. В состоянии теплового равновесия объем, давление могут быть различными (НО ПОСТОЯННЫМИ) в разных частях термодинамической системы, и только температура во всех частях терм. системы, находящейся в состоянии теплового равновесия, является одинаковой. Микроскопические процессы внутри тела не прекращаются и при тепловом равновесии: меняются положения молекул и их скорости при столкновениях между собой.

Температура характеризует степень нагретости тела. Она является макроскопическим параметром, характеризующим тепловое равновесие систем тел: все тела системы, находящиеся друг с другом в тепловом равновесии, имеют одну и ту же температуру, а другие макроскопические параметры (р, V, т) могут быть различны.

Зная температуру, мы может очень легко посчитать среднюю кинетическую Энергию:

Для одноатомных молекул:\Large E=\frac{3}{2}kT

Для двухатомной молекул :\Large E=\frac{5}{2}kT

Для линейного трехатомного газа СО2 :\Large E=\frac{13}{2}kT

Для нелинейного трехатомного газа H2O :\Large E=6kT

Из выше сказанного, можно сделать вывод : Если две системы, находящиеся в тепловом равновесии с третьей системой, то они находятся в тепловом равновесии друг с другом.

В Формуле мы использовали :

E — Средняя кинетическая энергия

 k=1,38\cdot 10^{-23} — Постоянная Больцмана

T — Абсолютная температура