تعادل گرمایی سه جسم

راهنمایی کوتاه: وقتی دو جسم با دماهای متفاوت در تماس باشند، گرما از جسم گرم‌تر به سردتر منتقل می‌شود تا به دمای یکسان برسند.

گام‌به‌گام:

۱) سه جسم A (۴۰°C)، B (۸۰°C) و C (۱۰°C) که همه از یک جنس هستند، با هم در تماس قرار دارند. گرما بین آنها جریان می‌یابد.

۲) جسم B گرم‌ترین و جسم C سردترین است. گرما از B به A و از A به C منتقل می‌شود.

۳) پس از مدتی، تمام اجسام به یک دمای تعادلی می‌رسند که بین ۱۰ و ۸۰ درجه سلسیوس است. (اگر جرم‌ها برابر باشند، دمای تعادلی حدود ۴۳ درجه می‌شود.)

۴) دماسنج با جسم A در تماس است، بنابراین دمای جسم A را اندازه می‌گیرد. اما دمای A به دلیل تماس با B و C تغییر می‌کند.

۵) پس از رسیدن به تعادل، دمای همه اجسام یکسان است. بنابراین دماسنج دمای تعادلی را نشان می‌دهد که همان دمای نهایی جسم A و سایر اجسام است.

پاسخ نهایی: دماسنج پس از چند دقیقه دمای تعادلی سیستم را نشان می‌دهد. این دما برای هر سه جسم یکسان است. بنابراین دماسنج دمای جسم A را نشان می‌دهد، اما در واقع دمای همه اجسام برابر است.

مثال مشابه: فرض کنید یک فنجان چای داغ (۸۰°C) و یک لیوان آب سرد (۱۰°C) را در یک اتاق بگذارید. اگر دماسنج را در چای بگذارید، ابتدا دمای چای را نشان می‌دهد، اما با گذشت زمان چای سرد می‌شود و دماسنج دمای تعادلی با اتاق را نشان می‌دهد. اما اگر دو مایع را مخلوط کنید، دماسنج دمای مخلوط را نشان می‌دهد که برای همه قسمت‌ها یکسان است.

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: می‌توانی دربارهٔ مفهوم «تعادل گرمایی» و «رسانش گرما» تحقیق کنی. آزمایش کنید: چند ظرف آب با دمای متفاوت را به هم وصل کنید و دمای نهایی را اندازه بگیرید.