مفهوم تعادل گرمایی و دمای تعادل
تو پست قبلی در مورد فرمول گرما صحبت کردیم ، حالا تو این پست آموزشی میخواهیم با هم فرمول دمای تعادل رو بررسی کنیم ، به یک بیان ساده دمای تعادل اینجوری تعریف می شود که اگر چند جسم مختلف با دماهای متفاوت رو کنار هم قرار بدهیم پس از مدتی دمای هر سه جسم یکسان می شود و دیگر تغییر نمی کند که به این دمای مشترک بین اجسام ، دمای تعادل می گویند و با نماد θe نمایش می دهند.
یک مثال واقعی از دمای تعادل
در حقیقت اجسامی که پیرامون ما هستند و در کنار هم قرار دارند بصورت دائم با یکدیگر در تبادل حرارتی قرار دارند و گرما بین آنها رد و بدل می شود. همیشه در طبیعت بصورت خود به خودی گرما از اجسام با دمای بالاتر به سمت اجسام با دمای پایین تر منتقل می شود مثلا اگر یک چای داغ ۱۰۰ درجه سلسیوس درون یک اتاق با دمای ۲۵ درجه سلسیوس قرار داشته باشد پس مدتی دمای چای داغ رفته رفته کم می شود و به دمای ۲۵ درجه سلسیوس می رسد و با محیط هم دما میشود در این حالت دمای چای به حالت تعادل رسیده است و دیگر تغییر نمی کند مگر اینکه مجددا چای را گرم و یا محیط را سردتر کنیم .
فرمول دمای تعادل
فرمول دمای تعادل به دو صورت نوشته می شود که هر کدام کاربرد مخصوص خودشان را دارند
۱) فرمول دمای تعادل با فرم کسری
۲) فرمول دمای تعادل با فرم خطی
فرم کسری فرمول دمای تعادل زمانی استفاده می شود که خود θe به عنوان مجهول پرسیده شود و فرم خطی فرمول دمای تعادل زمانی استفاده می شود که θe درون مساله داده شده باشد و یکی دیگر از پارامترهای مساله مثل m , c و … به عنوان مجهول پرسیده شده باشد. فرم خطی فرمول دمای تعادل و فرم کسری فرمول دمای تعادل رو می توانید در تصویر زیر ببینید.
فرمول دمای تعادل
فرم خطی فرمول تعادل گرمایی
m۱c۱(θe-θ۱)+m۲c۲(θe-θ۲ )+m۳c۳(θe-θ۳)=۰
دقت کنید که در فرم خطی فرمول همه اطلاعات مساله باید در یک طرف تساوی نوشته شود و نکته دوم اینکه دمای تعادل همیشه قبل از θ۱ یا θ۲ یا θ۳ نوشته می شود.
مثال ) جسمی به جرم ۲۰۰ گرم و دمای ۵c را درون ظرف عایقی حاوی ۳۰۰g آب ۲۵c می اندازیم و در ظرف می بندیم. پس از چند دقیقه دمای تعادل ۲۳c می شود. با صرف نظر از اثر ظرف و اتلاف گرما، مقدار گرمای ویژه جسم چند واحد SI است؟ Cw = 4200J/kg
👇👇جواب سوال بالا رو پیدا کنید و زیر همین پست برام کامنت کنید👇👇
👇🔷از فرم خطی استفاده کنید زیرا θe داده شده است🔷👇