Podemos dizer que dois corpos estão em equilíbrio térmico quando eles atingem a mesma temperatura após trocar calor. Nesse sentido, pode - se imaginar um objeto frio e um objeto quente que serão expostos em contato direto. Nesse contexto, os objetos tenderão a trocar calor até se obter o equilíbrio térmico.
Se os corpos A, de temperatura TA, e B, de temperatura TB, estiverem em equilíbrio térmico com o corpo C, de temperatura TC, então: TA = TB = TC. Quando dois corpos estiverem em equilíbrio térmico com um terceiro corpo, eles estarão em equilíbrio entre si.
A lei zero da termodinâmica estabelece que "se dois corpos A e B estão separadamente em equilíbrio térmico com um terceiro corpo C, então A e B estão em equilíbrio térmico entre si". Em termodinâmica, isso significa que essa anteprimeira lei demonstra como acontecem as trocas de calor entre os corpos.
A 0 °C, o gelo está na temperatura de fusão, passagem do estado sólido para o estado líquido. Assim, recebendo calor a partir dessa temperatura, primeiramente, o material sofrerá a mudança de estado físico e, depois, terá sua temperatura aumentada.
Assim, dois corpos estão em equilíbrio térmico quando possuem ambos a mesma temperatura e, consequentemente, a mesma quantidade de calor. Portanto, podemos dizer que dois corpos estão em equilíbrio térmico quando ambos estão em contato e possuem a mesma temperatura.
“Se dois corpos encontrarem-se em equilíbrio térmico com um terceiro corpo, então, esses corpos estarão em equilíbrio térmico entre si.” Outra forma de entendermos o equilíbrio térmico é a partir da energia interna dos corpos.
É com este resultado que enunciamos a Lei Zero da Termodinâmica: "Dois corpos (ou sistemas) em equilíbrio térmico com um terceiro corpo (ou sistema) estão em equilíbrio térmico entre si."
Quando há diferença de temperatura entre dois corpos, ou entre um corpo e suas vizinhanças, haverá troca de calor entre eles de forma espontânea, de modo que o corpo de temperatura mais elevada resfrie-se, e os corpos de menor temperatura aqueçam-se até que todos atinjam a temperatura de equilíbrio térmico.
Quando os dois cubos passam a ter a mesma temperatura, dizemos que eles atingiram o equilíbrio térmico. De modo geral, dois corpos estão em equilíbrio térmico quando apresentam a mesma temperatura.
(FUVEST - SP): Têm-se dois corpos, com a mesma quantidade de água, um aluminizado A e outro negro N, que ficam expostos ao sol durante uma hora. Sendo inicialmente as temperaturas iguais, é mais provável que ocorra o seguinte:
A transferência de energia de um corpo mais quente para outro mais frio pode acontecer por três modos distintos, sobre os quais falaremos adiante: a condução, a convecção e a irradiação. Na prática a troca de calor entre dois corpos pode até envolver um, dois ou, até mesmo, todos esses três processos.
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