Equilibrio termico

L'equilibrio termico è uno stato di un sistema raggiunto quando due o più oggetti in esso presenti sono in condizione di equilibrio dal punto di vista del trasferimento di energia. Ad esempio, se in un sistema nel quale è presente un contenitore pieno d'acqua venisse introdotto un oggetto caldo, all'inizio si assiste a un trasferimento di energia, sotto forma di calore, dall'oggetto caldo verso l'acqua.

La temperatura dell'oggetto, di conseguenza, diminuisce nel tempo mentre la temperatura dell'acqua aumenta.

Nel momento in cui il trasferimento di energia cessa, e di conseguenza le temperature dell'acqua e dell'oggetto sono equivalenti, il sistema si definisce in equilibrio termico.

Affinché l'equilibrio termico possa essere raggiunto è necessario che il sistema sia chiuso e che, in altre parole, non vi siano interazioni con l'ambiente. Idealmente, un sistema si definisce chiuso quando è impossibile lo scambio di calore o di materia da e verso l'esterno e le variabili di stato, ad esempio la pressione non sono in alcun modo influenzate dall'esterno.

Equilibrio termico e temperatura di equilibrio
L'equilibrio termico è uno stato di un sistema termodinamico nel quale la temperatura degli oggetti in esso presenti rimane equivalente nel tempo.

Temperatura di equilibrio

In alcuni casi, è possibile definire il punto di equilibrio di un sistema definendone la sua temperatura di equilibrio. L'osservazione di un sistema chiuso, e l'annotazione della temperatura (indifferentemente dall'unità di misura), permette di valutare a che temperatura gli elementi del sistema si stabilizzano in un punto ben preciso.

Condizioni necessarie per raggiungere l'equilibrio termico

Le condizioni per il raggiungimento dell'equilibrio termico sono rappresentate delle necessità di natura pratica, come il già citato sistema chiuso, e degli aspetti legati alla termodinamica.

  • Il trasferimento di energia avviene dal corpo con più calore (più "caldo") a quello con meno calore ("più freddo").
  • Il corpo che riceve calore aumenta la propria temperatura, mentre al corpo che cede calore diminuisce.
  • Il corpo che riceve calore aumenta la propria energia termica, a discapito del corpo che la cede al quale decresce.

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