Rezervor termic infinit

Marea și atmosfera pot fi considerate ca rezervoare infinite.

Rezervorul termic infinit , sau rezervorul de energie termică (SET), sau mai simplu rezervorul infinit , este un sistem termodinamic ideal caracterizat prin faptul că are o capacitate termică infinită ^[1] . Modelul este utilizat pentru a simplifica comportamentul termodinamic al unui sistem cu o capacitate termică mult mai mare decât un al doilea sistem cu mai multe ordine de mărime capacitate termică mai mică.

Având în vedere definiția capacității de căldură, din care se obține formula C = Q / ΔT, un rezervor cu capacitate de căldură infinită (C) este sistemul pentru care, indiferent de valoarea finită a căldurii schimbate (Q), nu va exista nicio variație în temperatură. (ΔT = 0) ^[2] . Ținând cont de faptul că C = m · c și având în vedere că căldura specifică este constantă pentru un anumit material, caracteristica particulară a unui tanc infinit este aceea de a avea o masă mult mai mare decât un al doilea sistem. Datorită acestei caracteristici, rezervorul infinit poate fi denumit și un rezervor cu masă infinită . Exemple clasice de sisteme care pot fi considerate ca rezervoare infinite sunt marea sau atmosfera ^[3] ^{[N 1]} .

Rezervor infinit și echilibru termic

Dacă două corpuri de masă m ₁ și m ₂ și temperatura T ₁ și _respectiv T ₂ sunt puse în contact termic, o anumită cantitate de căldură va fi transferată de la cel mai fierbinte corp la cel mai rece corp până la atingerea unei temperaturi de echilibru T _{și în} funcție de ecuaţie:

T_{e}={\frac {m_{1}\cdot c_{1}\cdot T_{1}+m_{2}\cdot c_{2}\cdot T_{2}}{m_{1}\cdot c_{1}+m_{2}\cdot c_{2}}}

{\ displaystyle T_ {e} = {\ frac {m_ {1} \ cdot c_ {1} \ cdot T_ {1} + m_ {2} \ cdot c_ {2} \ cdot T_ {2}} {m_ {1 } \ cdot c_ {1} + m_ {2} \ cdot c_ {2}}}}

{\ displaystyle T_ {e} = {\ frac {m_ {1} \ cdot c_ {1} \ cdot T_ {1} + m_ {2} \ cdot c_ {2} \ cdot T_ {2}} {m_ {1 } \ cdot c_ {1} + m_ {2} \ cdot c_ {2}}}}

unde c ₁ și c ₂ sunt căldurile specifice respective. Considerând corpul masei m ₁ ca un rezervor de masă infinită și, prin urmare, m ₁ >> m ₂ , formula devine:

T_{e}={\frac {m_{1}\cdot c_{1}\cdot T_{1}}{m_{1}\cdot c_{1}}}

{\ displaystyle T_ {e} = {\ frac {m_ {1} \ cdot c_ {1} \ cdot T_ {1}} {m_ {1} \ cdot c_ {1}}}}

{\ displaystyle T_ {e} = {\ frac {m_ {1} \ cdot c_ {1} \ cdot T_ {1}} {m_ {1} \ cdot c_ {1}}}}

Simplificând, obținem că T _e = T ₁ ; aceasta înseamnă că la echilibru termic, în ciuda căldurii transferate sau dobândite, temperatura de echilibru va fi în mod ideal egală cu temperatura inițială a rezervorului de masă infinită.

Rezervor infinit în chimie

Aplicând chimiei conceptul general al unui rezervor infinit, adică un sistem ideal care are o caracteristică invariabilă în ciuda variației unui parametru de care depinde, un sistem solvent este considerat astfel încât, prin solubilizarea oricărei cantități dintr-o substanță, concentrația acesteia ultima în solvent va fi întotdeauna zero. Exemple relevante pot fi din nou marea sau atmosfera în care solubilizarea unei cantități mici de substanță nu își modifică compoziția chimică.

Notă

Adnotări

^ Un fier fierbinte roșu scufundat în ocean sau lăsat să se răcească în aer nu va schimba temperatura acestora (sau, în orice caz, nu va modifica semnificativ, darămite măsurabil), dar în timp va avea tendința de a-și asuma temperatura infinită rezervoare în sine.

Surse

^ A doua lege a termodinamicii ( PDF ), la mhtlab.uwaterloo.ca , Universitatea din Waterloo (arhivat dinoriginal la 29 octombrie 2013) .
^ Rezervor termic , la nptel.iitk.ac.in , Programul național de învățare îmbunătățită a tehnologiei (NPTEL) (arhivat din original la 29 octombrie 2013) .
^ Rezervor termic , pe britannica.com , Encyclopædia Britannica.

linkuri externe

( EN )Rezervor termic infinit , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Portalul de fizică

Portalul Termodinamicii

[4] Un fier fierbinte roșu scufundat în ocean sau lăsat să se răcească în aer nu va schimba temperatura acestora (sau, în orice caz, nu va modifica semnificativ, darămite măsurabil), dar în timp va avea tendința de a-și asuma temperatura infinită rezervoare în sine.

[1] A doua lege a termodinamicii ( PDF ), la mhtlab.uwaterloo.ca , Universitatea din Waterloo (arhivat dinoriginal la 29 octombrie 2013) .

[2] Rezervor termic , la nptel.iitk.ac.in , Programul național de învățare îmbunătățită a tehnologiei (NPTEL) (arhivat din original la 29 octombrie 2013) .

[3] Rezervor termic , pe britannica.com , Encyclopædia Britannica.

[1]

[2]

[3]

[N 1]