Il-karatteristika ewlenija tal-ekwilibriju termali hija li l-proprjetajiet makroskopiċi tas-sistema huma stabbli, it-temperatura hija uniformi, u m'hemm l-ebda fluss tas-sħana nett. Huwa stat stabbli dinamiku, idealizzat li jista 'jiġi deskritt mil-liġijiet tat-termodinamika. Dan l-istat mhuwiex biss il-pedament tal-analiżi termodinamika iżda jipprovdi wkoll il-bażi teoretika għad-definizzjoni tat-temperatura u l-kejl tas-sħana.
Karatteristiċi ewlenin tal-ekwilibriju termali:
Temperatura kostanti (ekwilibriju termali): It-temperatura hija l-istess fil-partijiet kollha tas-sistema u bejn is-sistema u l-madwar (jekk f'kuntatt). M'hemm l-ebda trasferiment tas-sħana mmexxi minn differenzi fit-temperatura. Dan huwa l-aktar kriterju fundamentali għall-ekwilibriju termali, derivat mil-liġi żero tat-termodinamika: Jekk żewġ sistemi huma f'ekwilibriju termali mat-tielet sistema, allura huma wkoll f'ekwilibriju termali ma 'xulxin.
Ebda trasferiment tas-sħana nett makroskopiku: Għalkemm il-partiċelli mikroskopiċi qegħdin kontinwament jaħbtu u jiskambjaw enerġija, minn perspettiva makroskopika, m'hemm l-ebda fluss nett tas-sħana fis-sistema jew bejn is-sistema u l-madwar. Jiġifieri, "assorbiment tas-sħana=rilaxx tas-sħana," kisba ta 'bilanċ tas-sħana.
Ebda trasferiment makroskopiku tas-sħana nett: Għalkemm il-partiċelli mikroskopiċi għadhom jaħbtu u jiskambjaw l-enerġija, minn perspettiva makroskopika, m'hemm l-ebda fluss tas-sħana nett fis-sistema jew bejn is-sistema u l-madwar. Jiġifieri, "assorbiment tas-sħana=rilaxx tas-sħana," kisba ta 'bilanċ tas-sħana. Ekwilibriju Dinamika (Ekwilibriju Termodinamiku) Minn perspettiva mikroskopika, molekuli huma kontinwament f'moviment termali każwali, jiskambjaw l-enerġija kontinwament, iżda s-sistema kollha kemm hi turi tip ta '"ekwilibriju dinamiku fi ħdan l-kwiet." Dan l-ekwilibriju jissejjaħ ekwilibriju termodinamiku, riżultat ta 'liġijiet statistiċi.
Entropija Massima (F'Sistemi Iżolati) Skont it-tieni liġi tat-termodinamika, is-sistemi iżolati b'mod spontanju għandhom tendenza li tiżdied l-entropija. Meta jintlaħaq l-ekwilibriju termali, l-entropija tilħaq il-valur massimu possibbli tagħha taħt dawk il-kundizzjonijiet, u d-disturb tas-sistema huwa fl-ogħla. F'dan il-punt, ΔS=0, u l-proċess huwa irriversibbli.
Enerġija Minima Ħielsa ta' Gibbs (Taħt Kundizzjonijiet Iżotermiċi u Isobariċi) F'ambjent miftuħ, is-sistema għandha t-tendenza lejn l-istat ta 'enerġija minima ta' Gibbs ħielsa (G). Meta ΔG=0, is-sistema tilħaq ekwilibriju termodinamiku, f'liema punt ΔH=TΔS, li jindika li l-bidla tal-entalpija u l-bidla tal-entropija huma f'ekwilibriju.
Eżistenza ta 'Fluttwazzjonijiet Għalkemm makroskopikament stabbli, minħabba l-moviment każwali ta' partiċelli mikroskopiċi, l-istat tas-sistema se jvarja kemmxejn madwar il-valur ta 'ekwilibriju, imsejħa varjazzjonijiet. F'sistemi makroskopiċi, il-varjazzjonijiet huma estremament żgħar u ġeneralment negliġibbli.
Il-bażi tal-kejl tat-temperatura:
Minħabba li s-sistemi f'ekwilibriju termali għandhom l-istess temperatura, nistgħu nużaw termometru biex inkejlu t-temperatura ta 'oġġett mhux magħruf permezz ta' kuntatt termali. Dan il-prinċipju huwa l-bażi fiżika tal-kejl kollu tat-temperatura.
Klassifikazzjoni u kundizzjonijiet tal-ekwilibriju termali:
|
Tip ta' bilanċ |
Kundizzjoni |
Manifestazzjoni |
|
Ekwilibriju termali |
Temperatura uniformi |
ebda trasferiment tas-sħana |
|
Ekwilibriju mekkaniku |
Pressjoni uniformi |
l-ebda differenza ta 'forza makroskopika, l-ebda bidla fil-volum jew aċċelerazzjoni |
|
Ekwilibriju kimiku |
Potenzjal kimiku ugwali |
ebda trasformazzjoni tas-sustanza jew bidla fil-konċentrazzjoni |
|
Ekwilibriju tal-fażi |
Potenzjal kimiku ugwali ta' kull fażi |
l-ebda bidla fil-fażi (eż., koeżistenza ta 'ilma u silġ) |
Huwa biss meta l-kundizzjonijiet kollha ta 'ekwilibriju ta' hawn fuq jiġu sodisfatti fl-istess ħin li s-sistema tkun tassew f'ekwilibriju termodinamiku sħiħ.
Sinifikat prattiku u spjegazzjoni idealizzata:
Mudell ideali: Strettament, l-ekwilibriju termali jeħtieġ li s-sistema tkun kompletament iżolata (l-ebda skambju ta 'materja jew enerġija), li huwa diffiċli biex jinkiseb fir-realtà, iżda jista' jiġi approssimat meta l-proċess ikun bil-mod (eż., bidliet fl-istat tal-gass f'ċilindru).
Applikazzjonijiet wiesgħa: Mid-disinn tat-termometru u l-analiżi tal-effiċjenza tal-magna tas-sħana għal riċerka dwar il-bidla fil-fażi fix-xjenza tal-materjali, il-kunċett tal-ekwilibriju termali huwa kullimkien.
Tqabbil ta' stat mhux-ekwilibriku: Jekk is-sistema għandha input ta' enerġija kontinwa (bħal organiżmi ħajjin jew ċirkolazzjoni atmosferika), tista' żżomm "stat stabbli mhux-ekwilibriku" (struttura dissipattiva), iżda dan ma jaqax taħt il-kategorija ta' ekwilibriju termali klassiku.
