Equilibrio térmico

El calor es el flujo de energía de una temperatura alta a una temperatura baja. Cuando estas temperaturas se equilibran, el calor deja de fluir, entonces se dice que el sistema (o conjunto de sistemas) está en equilibrio térmico. El equilibrio térmico también implica que no hay materia que entre o salga del sistema. La tercera ley de la termodinámica utiliza el equilibrio térmico para definir cómo se puede decir que dos sistemas diferentes están a la misma temperatura. Por ejemplo, cuando la roca fundida sale de un volcán, desprende calor a la atmósfera hasta que la roca y la atmósfera están a la misma temperatura. Aunque los dos sistemas (roca y aire) son muy diferentes, el equilibrio térmico permite definir la temperatura de ambos.

Todos los sistemas tienden al equilibrio térmico con el tiempo, y algunos sistemas tardarán mucho más que otros. Saber que los sistemas que interactúan tenderán hacia la misma temperatura permite importantes aplicaciones en todas las áreas de la ciencia. Por ejemplo, la capacidad calorífica específica de una sustancia puede determinarse colocándola en agua y midiendo la temperatura después de un período de tiempo.

Figura 1. La ley zeroth de la termodinámica.

Equilibrio de la Tierra

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Es muy importante que la Tierra permanezca en equilibrio térmico para que su temperatura se mantenga constante. La energía solar que llega a la Tierra debe estar equilibrada, es decir, la Tierra debe irradiar la misma cantidad de calor que recibe. El efecto invernadero ralentiza la transferencia de calor de la Tierra al espacio, haciendo que el planeta se caliente más. La temperatura de la Tierra depende del efecto invernadero natural para ser habitable por los seres humanos y otros animales y, sin él, la Tierra sería demasiado fría. Sin embargo, el aumento del dióxido de carbono, el metano y el dióxido de nitrógeno en la atmósfera está incrementando este efecto invernadero, provocando que salga de la Tierra un poco menos de calor del que se absorbe en los flujos de energía terrestre. Este ligero desequilibrio respecto al equilibrio está provocando un calentamiento del clima que está cambiando el planeta de forma peligrosa.

Para más información

• Leyes de la termodinámica
• Ley de conservación de la energía
• Balance energético de la Tierra presupuesto energético de la Tierra
• Equilibrio
• Efecto invernadero
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