Équilibre thermique

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Lorsque deux corps de températures différentes entrent en contact, ils échangent de l’énergie thermique de sorte à ce que leurs températures respectives s’égalisent. En physique statistique et en thermodynamique, l'équilibre thermique représente la situation où la température au sein d'un système est uniforme.

Température d'équilibre thermique[modifier | modifier le code]

La température d'équilibre thermique est atteinte lorsqu'un corps ayant une température plus élevée transfert de l'énergie thermique à un autre corps ayant une température plus basse, selon le principe 0 de la thermodynamique. Ce transfert s'effectue jusqu'à ce que les deux corps soient à la même température.

Calcul[modifier | modifier le code]

Supposons une évolution dans laquelle un corps 1, ayant une température élevée, transmet de l'énergie thermique à un corps 2, ayant une température basse. L'énergie dégagée par le corps 1 est récupérée par le corps 2 en entier, dans une évolution idéale.

L'équation pratique pour cette évolution thermique est:

- ( Cp1 ) * ( m1 ) * ( TE - T1 ) = ( Cp2 ) * ( m2 ) * ( TE - T2 ) [ Équation 1]

  • Cp1 est la chaleur massique (aussi appelée capacité thermique) du corps 1, en kilojoules par kilogramme fois Kelvin (kJ/kg*K)
  • m1 est la masse du corps 1, en kilogrammes (kg).
  • T1 est la température du corps 1, en Kelvin (K).
  • TE est la température d'équilibre thermique, en Kelvin (K).
  • Cp2 est la chaleur massique (aussi appelée capacité thermique) du corps 2, en kilojoules par kilogramme fois Kelvin (kJ/kg*K)
  • m2 est la masse du corps 2, en kilogrammes (kg).
  • T2 est la température du corps 2, en Kelvin (K).

Ainsi, l'équation 1 peut se traduire comme:

TE = [ ( T1 * Cp1 * m1 ) + ( T2 * Cp2 * m2 ) ] / [ ( Cp1 * m1 ) + ( Cp2 * m2 ) ]