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과학

열평형

열평형과학
영문명
Thermal equilibrium
핵심 조건
온도 차이에 의한 알짜 열 흐름 없음
관련 개념
열적 접촉과 온도
구분할 상태
열역학적 평형 전체와는 다름
열평형은 열을 주고받을 수 있는 계들 사이에서 온도 차이에 의한 알짜 열 흐름이 없는 상태다. 단순히 열 교환이 차단되어 흐름이 없는 상황과는 구분하며, 온도를 비교하는 열역학의 기본 개념이다.

접촉한 물체의 변화

따뜻한 물체와 차가운 물체가 열을 주고받으면 일반적으로 따뜻한 쪽에서 차가운 쪽으로 열이 이동한다. 외부의 영향 없이 충분한 시간이 지나면 온도 차이가 줄어들 수 있다. 온도가 같아 더 이상 그 차이로 인한 알짜 열 흐름이 없으면 열평형으로 다룬다.

단열과는 다른 조건

온도가 다른 두 물체 사이를 완전히 단열하면 열 흐름이 없을 수 있다. 그러나 이는 열을 교환할 수 없어 막힌 상태이지 두 물체가 같은 온도라는 뜻은 아니다. 실제 접촉 조건과 흐름이 없는 이유를 구분해야 한다.

온도 측정의 바탕

온도계는 측정 대상과 열을 주고받으며 자신의 상태가 달라질 수 있다. 대상과 적절히 열평형에 도달한 온도계의 표시를 이용해 온도를 비교한다. 너무 빨리 읽거나 측정 과정이 대상의 상태를 크게 바꾸면 해석에 주의가 필요하다.

모든 평형을 뜻하지 않는다

열평형에 있다고 압력과 화학적 상태까지 모두 평형이라는 뜻은 아니다. 열적 조건과 기계적 조건, 물질 이동의 조건은 서로 다른 질문이다. 전체 열역학적 평형을 논하려면 관련된 다른 변화도 함께 살펴야 한다.

관련 문서

온도 / 열 / 열전달 / 열역학