Þegar tveir aðilar sem eru við mismunandi hitastig eru komnir í snertingu, þá gefur sá sem er heitari upp hluta af orku sinni til þess sem hefur lægra hitastig, þar til báðir hitastigin eru jöfn.
Þetta ástand er þekkt sem varmajafnvægiog það er einmitt ástandið þar sem hitastig tveggja líkama sem upphaflega höfðu mismunandi hitastig er jafnt. Það gerist að þegar hitastigið jafnar, hitastreymi er frestað, og þá er jafnvægisástandinu náð.
Sjá einnig: Dæmi um hita og hitastig
Fræðilega séð er varmajafnvægi grundvallaratriði í því sem kallað er núll lög eða Núll meginregla varmafræðinnar, sem skýrir að ef tvö aðskilin kerfi eru á sama tíma í varmajafnvægi við þriðja kerfið, þá eru þau í varmajafnvægi hvert við annað. Þessi lög eru grundvallaratriði í allri fræðigrein varmafræðinnar, sem er sú grein eðlisfræðinnar sem fjallar um að lýsa jafnvægistilfinningum á stórsýni.
Jafnan sem gefur tilefni til magnmælingar á magni hita sem skipt er um í flutningunum á milli líkama, hefur formið:
Q = M * C * ΔT
Þar sem Q er magn hita sem gefið er upp í kaloríum, M er massi líkamans sem rannsakaður er, C er sérstakur hiti líkamans og ΔT er hitamunurinn.
Í jafnvægisaðstæður, massi og sérstakur hiti halda upprunalegu gildi en hitamunurinn verður 0 vegna þess að einmitt jafnvægisaðstæður þar sem engar hitabreytingar verða voru skilgreindar.
Önnur mikilvæg jöfna fyrir hugmyndina um varmajafnvægi er sú sem leitast við að tjá hitastigið sem sameinaða kerfið mun hafa. Það er viðurkennt að þegar kerfi N1 agna, sem er við hitastigið T1, er komið í snertingu við annað kerfi N2 agna sem er við hitastigið T2, fæst jafnvægishitastigið með formúlunni:
(N1 * T1 + N2 * T2) / (N1 + N2).
Á þennan hátt má sjá það þegar bæði undirkerfin hafa sama magn agna er jafnvægishitinn lækkaður niður í meðaltal á milli tveggja upphafshita. Þetta er hægt að alhæfa um tengsl milli fleiri en tveggja undirkerfa.
Hér eru nokkur dæmi um aðstæður þar sem varmajafnvægi á sér stað:
- Að mæla líkamshita með hitamæli virkar þannig. Sá langi tímalengd sem hitamælirinn þarf að hafa í snertingu við líkamann til að geta sannarlega mælt hitastigið stafar einmitt af þeim tíma sem það tekur að ná hitauppstreymi.
- Vörur sem eru seldar „náttúrulegar“ hefðu getað farið í gegnum ísskáp. Eftir nokkurn tíma utan ísskápsins, í snertingu við náttúrulegt umhverfi, náðu þeir hins vegar hitauppstreymi með því.
- Varanleiki jökla í sjónum og við skautana er sérstakt tilfelli af varmajafnvægi. Einmitt, viðvaranir varðandi hlýnun jarðar hafa mikið að gera með hækkun hitastigs sjávar og síðan hitauppstreymi þar sem mikið af þessum ís bráðnar.
- Þegar maður kemur úr baðinu er honum tiltölulega kalt vegna þess að líkaminn var kominn í jafnvægi með heita vatninu og nú verður hann að koma í jafnvægi með umhverfinu.
- Þegar þú vilt kæla kaffibolla, bæta kaldri mjólk út í.
- Efni eins og smjör eru mjög viðkvæm fyrir hitabreytingum og með mjög stuttum tíma í snertingu við umhverfið við náttúrulegt hitastig koma þau í jafnvægi og bráðna.
- Með því að setja höndina á kalt handrið, um tíma, verður höndin kaldari.
- Krukka með kílói af ís bráðnar hægar en önnur með korteri af sama ís. Þetta er framleitt með jöfnunni þar sem massinn ákvarðar einkenni varmajafnvægisins.
- Þegar ísmolur er settur í vatnsglas, kemur einnig hitauppstreymi. Eini munurinn er sá að jafnvægi felur í sér ástandsbreytingu, því það fer í gegnum 100 ° C þar sem vatnið fer frá föstu í vökva.
- Bætið köldu vatni við hlutann á heitu vatni, þar sem jafnvægi næst mjög fljótt við kaldara hitastig en upphaflega.
