જ્યારે જુદા જુદા તાપમાને બે શરીરનો સંપર્ક કરવામાં આવે છે, જે વધુ ગરમ હોય છે તે તેની ઉર્જાનો ભાગ ઓછા તાપમાનવાળાને આપે છે, જ્યાં બંને તાપમાન સમાન હોય છે.
આ પરિસ્થિતિ તરીકે ઓળખાય છે થર્મલ સંતુલન, અને તે ચોક્કસપણે તે સ્થિતિ છે જેમાં બે શરીરનું તાપમાન કે જે શરૂઆતમાં અલગ અલગ તાપમાન ધરાવે છે તે સમાન છે. એવું થાય છે કે જેમ તાપમાન સરખું થાય છે, ગરમીનો પ્રવાહ સ્થગિત છે, અને પછી સંતુલન પરિસ્થિતિ પહોંચી છે.
આ પણ જુઓ: ગરમી અને તાપમાનના ઉદાહરણો
સૈદ્ધાંતિક રીતે, થર્મલ સંતુલન મૂળભૂત છે જેને ઝીરો લો અથવા ધ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે થર્મોડાયનેમિક્સનો શૂન્ય સિદ્ધાંત, જે સમજાવે છે કે જો બે અલગ અલગ સિસ્ટમો થર્મલ સંતુલનમાં એક જ સમયે ત્રીજી સિસ્ટમ સાથે હોય, તો તે એકબીજા સાથે થર્મલ સંતુલનમાં હોય છે. આ કાયદો થર્મોડાયનેમિક્સના સમગ્ર શિસ્ત માટે મૂળભૂત છે, જે ભૌતિકશાસ્ત્રની શાખા છે જે મેક્રોસ્કોપિક સ્તરે સંતુલન સ્થિતિઓનું વર્ણન કરે છે.
સમીકરણો કે જે શરીર વચ્ચેના સ્થાનાંતરણમાં વિનિમય થતી ગરમીની માત્રાના જથ્થાને જન્મ આપે છે, તેનું સ્વરૂપ છે:
Q = M * C * -ટી
જ્યાં Q એ કેલરીમાં દર્શાવવામાં આવતી ગરમીની માત્રા છે, M એ અભ્યાસ હેઠળ શરીરનો સમૂહ છે, C એ શરીરની ચોક્કસ ગરમી છે, અને ΔT એ તાપમાનમાં તફાવત છે.
અંદર સંતુલન પરિસ્થિતિ, સમૂહ અને ચોક્કસ ગરમી તેમનું મૂળ મૂલ્ય જાળવી રાખે છે, પરંતુ તાપમાનનો તફાવત 0 બને છે કારણ કે ચોક્કસપણે સંતુલન પરિસ્થિતિ જ્યાં તાપમાનમાં કોઈ ફેરફાર નથી તે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવ્યો હતો.
થર્મલ સંતુલનના વિચાર માટે અન્ય મહત્વનું સમીકરણ એ છે કે જે એકીકૃત પ્રણાલીના તાપમાનને વ્યક્ત કરવા માંગે છે. તે સ્વીકારવામાં આવે છે કે જ્યારે એન 1 કણોની સિસ્ટમ, જે તાપમાન ટી 1 પર હોય છે, એન 2 કણોની અન્ય સિસ્ટમ સાથે સંપર્કમાં આવે છે જે તાપમાન ટી 2 પર હોય છે, ત્યારે સંતુલન તાપમાન સૂત્ર દ્વારા મેળવવામાં આવે છે:
(N1 * T1 + N2 * T2) / (N1 + N2).
આ રીતે, તે જોઈ શકાય છે જ્યારે બંને પેટા પ્રણાલીઓમાં સમાન કણો હોય છે, ત્યારે સંતુલનનું તાપમાન સરેરાશમાં ઘટાડવામાં આવે છે બે પ્રારંભિક તાપમાન વચ્ચે. બેથી વધુ સબસિસ્ટમ્સ વચ્ચેના સંબંધો માટે આને સામાન્ય બનાવી શકાય છે.
અહીં પરિસ્થિતિઓના કેટલાક ઉદાહરણો છે જ્યાં થર્મલ સંતુલન થાય છે:
- થર્મોમીટર દ્વારા શરીરનું તાપમાન માપવું તે રીતે કાર્ય કરે છે. તાપમાનની ડિગ્રીને સાચી રીતે માપવા માટે થર્મોમીટરનો શરીર સાથે સંપર્કમાં રહેલો લાંબો સમયગાળો થર્મલ સંતુલન સુધી પહોંચવા માટે ચોક્કસ સમયને કારણે છે.
- જે ઉત્પાદનો 'કુદરતી' વેચાય છે તે રેફ્રિજરેટરમાંથી પસાર થઈ શકે છે. જો કે, રેફ્રિજરેટરની બહાર થોડા સમય પછી, કુદરતી વાતાવરણના સંપર્કમાં, તેઓ તેની સાથે થર્મલ સંતુલન સુધી પહોંચ્યા.
- સમુદ્રમાં અને ધ્રુવો પર હિમનદીઓનું સ્થાયી થર્મલ સંતુલનનો ચોક્કસ કેસ છે. ચોક્કસપણે, ગ્લોબલ વોર્મિંગ અંગેની ચેતવણીઓ સમુદ્રના તાપમાનમાં વધારા સાથે ઘણો સંબંધ ધરાવે છે, અને પછી થર્મલ સંતુલન જ્યાં બરફનો મોટો ભાગ ઓગળે છે.
- જ્યારે કોઈ વ્યક્તિ સ્નાન કરીને બહાર આવે છે, ત્યારે તે પ્રમાણમાં ઠંડો હોય છે કારણ કે શરીર ગરમ પાણીથી સંતુલનમાં આવી ગયું હતું, અને હવે તે પર્યાવરણ સાથે સંતુલનમાં આવવું જોઈએ.
- જ્યારે કોફીના કપને ઠંડુ કરવા માગો ત્યારે તેમાં ઠંડુ દૂધ ઉમેરો.
- માખણ જેવા પદાર્થો તાપમાનમાં ફેરફાર માટે ખૂબ જ સંવેદનશીલ હોય છે, અને કુદરતી તાપમાને પર્યાવરણના સંપર્કમાં ખૂબ જ ટૂંકા સમય સાથે, તેઓ સંતુલન અને ઓગળે છે.
- તમારા હાથને ઠંડા રેલિંગ પર મૂકીને, થોડા સમય માટે, હાથ ઠંડો થઈ જાય છે.
- એક કિલો આઈસ્ક્રીમ ધરાવતો એક જાર એક જ આઈસ્ક્રીમના એક ક્વાર્ટરના ક્વાર્ટર સાથે બીજા કરતા ધીમો ઓગળે છે. આ સમીકરણ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે જેમાં સમૂહ થર્મલ સંતુલનની લાક્ષણિકતાઓ નક્કી કરે છે.
- જ્યારે એક ગ્લાસ પાણીમાં બરફનું ક્યુબ મૂકવામાં આવે છે, ત્યારે થર્મલ સંતુલન પણ થાય છે. માત્ર એટલો જ તફાવત એ છે કે સંતુલન સ્થિતિમાં ફેરફાર સૂચવે છે, કારણ કે તે 100 ° સે પસાર થાય છે જ્યાં પાણી ઘનથી પ્રવાહી તરફ જાય છે.
- ગરમ પાણીના દરમાં ઠંડુ પાણી ઉમેરો, જ્યાં મૂળ કરતાં ઠંડા તાપમાનમાં સંતુલન ખૂબ જ ઝડપથી પહોંચી જાય છે.
