热平衡(thermal equilibrium ),指同外界接触的物体,其内部温度各处均匀且等于外界温度的状况。在热平衡时,物体各部分以及物体同外界之间都没有热量交换。在热工和化学中,如物体在同一时间内吸收和放出的热量恰好相抵消,也称该物体处于热平衡。
单个系统内
两个系统间
一个处于任意平衡状态的系统,在没有宏观功的条件下,靠系统与外界直接相互作用以改变系统状态的方式称热接触(或热交换)。两个热力学系统进行热接触时,系统原来的平衡状态一般都将发生变化;经过足够长的时间之后,热交换停止;这时可以认为两个系统处于热平衡。如果两个系统热接触时,状态没有发生变化,则说明两个系统已是互为热平衡的。可以认为互为热平衡的两个系统的冷热程度相同,温度相等。
三个系统间
若有A、B、C三个处于任意确定的平衡态的系统,而系统A和系统B是互相绝热的。令A和 B同时与系统C相互热接触,经过足够长的时间后,A和B都将与C达到热平衡。这时使A和B不再绝热而相互热接触,实验证明,A和B的状态都不发生变化,即A和B也是处于热平衡的。此实验事实说明,如果两个热力学系统各自与第三个热力学系统处于热平衡,则它们彼此也必处于热平衡。这一实验结论叫做热平衡的传递性,或叫做热平衡定律。
热平衡定律
热平衡计算
Q放=Q吸。
先找出系统吸收热量有哪些途径,再定量分析;然后找出系统放出热量有哪些途径,定量分析;最后利用系统热平衡Q放=Q吸的公式求解系统通过某一途径吸收或放出的热量。
相关延伸
机体的热平衡
动物的产热量和散热量相等即为热平衡。动物机体在正常代谢过程中,不断产热和散热,作为恒温动物的哺乳动物和家禽,必须使散热量和产热量达到平衡,才能维持体温的相对恒定,保证机体各器官组织执行正常的生理机能。
热平衡载流子