Question

Почему при установлении теплового равновесия между двумя телами становится одинаковая температура?

Answer 1

Ответ:

1. Если тела имеют различную температуру, то между ними возможен обмен тепловой энергией, т. е. теплообмен.

2. Когда тела будут иметь равную температуру, теплообмен прекратится.

3. Тело с высокой температурой, отдает тепловую энергию (теплоту) и остывает. Отданное количество теплоты Q имеет знак «минус». А тело с низкой температурой получает тепловую энергию и нагревается. Полученное количество теплоты Q имеет знак «плюс».

4. Количество теплоты, отданное горячим телом равно количеству теплоты, полученному холодным телом. Это – закон сохранения тепловой энергии. Сохранение тепловой энергии можно записать в виде уравнения теплового баланса. В левой части уравнения складываем количества теплоты (всех тел, участвующих в теплообмене). В правой части уравнения записываем ноль, когда теплообмен с окружающей средой отсутствует.

Answer 2

При установлении теплового равновесия между двумя телами происходит взаимный перенос тепла до тех пор, пока разница температур между ними не исчезнет, и они достигнут одинаковой температуры.

Перенос тепла между телами происходит посредством теплопроводности. Теплопроводность - это процесс передачи энергии от более нагретых частиц к менее нагретым. Когда два тела соприкасаются, частицы с более высокой температурой начинают передавать свою энергию более холодным частицам. Этот процесс продолжается до тех пор, пока энергия не распределится равномерно в обоих телах.

При достижении теплового равновесия не только энергия тепла равномерно распределяется между телами, но и средняя кинетическая энергия частиц в обоих телах становится одинаковой. Кинетическая энергия частиц связана с их температурой: чем выше температура, тем выше кинетическая энергия. Поэтому при установлении теплового равновесия, когда температура обоих тел становится одинаковой, средняя кинетическая энергия частиц в обоих телах также становится одинаковой.

Таким образом, при установлении теплового равновесия двух тел, их температуры становятся одинаковыми потому, что происходит взаимный перенос тепла и энергия равномерно распределяется между ними.