lämpötasapainosta

Lämpötasapaino viittaa tilaan, jossa lämpöä siirtyy kahden tai useamman järjestelmän tai alueen välillä niin, että niiden lämpötilat muuttuvat ajan myötä tasaisiksi tai pysyvät vakioina. Tämä ei tarkoita, että lämpöä ei siirry lainkaan, vaan pikemminkin sitä, että järjestelmän sisäinen energian jakautuminen on saavuttanut tasapainotilan, jossa lämpötila on kaikkialla sama. Lämpötasapaino on termodynamiikan keskeinen käsite, ja se on olennainen osa termodynamiikan nollatta lakia.

Termodynamiikan nollatta laki määrittelee lämpötilan käsitteen ja toteaa, että jos kaksi järjestelmää ovat lämpötasapainossa kolmannen järjestelmän kanssa, ne ovat myös keskenään lämpötasapainossa. Tämä laki mahdollistaa lämpötilan mittaamisen ja vertailun eri järjestelmien välillä. Lämpötasapaino saavutetaan luonnostaan lämmön johtumisen, konvektion ja säteilyn kautta. Kun kaksi erillistä kappaletta, joilla on eri lämpötilat, joutuvat kosketuksiin, lämpö siirtyy kuumemmasta kappaleesta kylmempään, kunnes niiden lämpötilat ovat samat.

Maapallon ilmasto on esimerkki monimutkaisesta lämpötasapainon järjestelmästä. Auringosta tuleva energia sitoutuu ilmakehään ja maanpintaan, ja samalla energiaa säteilee takaisin avaruuteen. Tasapainotila saavutetaan, kun nämä kaksi prosessia ovat tasapainossa, mikä määrittää planeetan keskimääräisen lämpötilan. Ilmastonmuutos on esimerkki tilanteesta, jossa tämä tasapaino järkkyy esimerkiksi kasvihuonekaasupäästöjen lisääntyessä, mikä johtaa lämpötilan nousuun.