熱平衡

熱平衡（thermal equilibrium ），指同外界接觸的物體，其內部溫度各處均勻且等於外界溫度的狀況。在熱平衡時，物體各部分以及物體同外界之間都沒有熱量交換。在熱工和化學中，如物體在同一時間內吸收和放出的熱量恰好相抵消，也稱該物體處於熱平衡。

基本介紹

• 中文名：熱平衡
• 外文名：thermal equilibrium 
• 別稱：熱量平衡
• 表達式：Q放=Q吸
• 套用學科：工程熱物理
• 適用領域範圍：熱工分析與計算；供暖供熱
• 適用領域範圍：鍋爐設計與套用

單個系統內

倘若組成單個系統的各部分之間沒有熱量的傳遞，且與外界也沒有熱量的傳遞，則系統處於熱平衡。這時系統內各部分溫度相等且等於外界溫度。在熱平衡時，物體各部分以及物體同外界之間都沒有熱量交換。在熱工和化學中，如物體在同一時間內吸收和放出的熱量恰好相抵消，也稱該物體處於熱平衡。

兩個系統間

一個處於任意平衡狀態的系統，在沒有巨觀功的條件下，靠系統與外界直接相互作用以改變系統狀態的方式稱熱接觸（或熱交換）。兩個熱力學系統進行熱接觸時，系統原來的平衡狀態一般都將發生變化；經過足夠長的時間之後，熱交換停止；這時可以認為兩個系統處於熱平衡。如果兩個系統熱接觸時，狀態沒有發生變化，則說明兩個系統已是互為熱平衡的。可以認為互為熱平衡的兩個系統的冷熱程度相同，溫度相等。

三個系統間

若有A、B、C三個處於任意確定的平衡態的系統,而系統A和系統B是互相絕熱的。令A和 B同時與系統C相互熱接觸，經過足夠長的時間後,A和B都將與C達到熱平衡。這時使A和B不再絕熱而相互熱接觸，實驗證明，A和B的狀態都不發生變化，即A和B也是處於熱平衡的。此實驗事實說明，如果兩個熱力學系統各自與第三個熱力學系統處於熱平衡，則它們彼此也必處於熱平衡。這一實驗結論叫做熱平衡的傳遞性，或叫做熱平衡定律。

熱平衡定律

熱平衡定律是熱力學中的一個基本實驗定律，其重要意義在於它是科學定義溫度概念的基礎，是用溫度計測量溫度的依據。在熱力學中，溫度、內能、熵是三個基本的狀態函式，內能是由熱力學第一定律確定的；熵是由熱力學第二定律確定的；而溫度是由熱平衡定律確定的。所以熱平衡定律如第一、第二定律一樣也是熱力學中的基本實驗定律，其重要性不亞於熱力學第一、第二定律，但由於人們是在充分認識了熱力學第一、第二定律之後才看出此定律的重要性，故英國著名物理學家R.H.否勒稱它為熱力學第零定律。

熱平衡計算

Q放=Q吸。

先找出系統吸收熱量有哪些途徑，再定量分析；然後找出系統放出熱量有哪些途徑，定量分析；最後利用系統熱平衡Q放=Q吸的公式求解系統通過某一途徑吸收或放出的熱量。

熱平衡計算通常在傳熱傳質、製冷供暖、鍋爐計算等需要熱工分析的領域都有廣泛使用。

電爐熱平衡分析

相關延伸

機體的熱平衡

動物的產熱量和散熱量相等即為熱平衡。動物機體在正常代謝過程中，不斷產熱和散熱，作為恆溫動物的哺乳動物和家禽，必須使散熱量和產熱量達到平衡，才能維持體溫的相對恆定，保證機體各器官組織執行正常的生理機能。

熱平衡載流子

半導體中的電子都處在一定的能帶之中，但是能參與導電的只有導帶中的電子和價帶中的空穴，它們被稱作為載流子。在溫度不變的情況下，單位時間內產生的電子空穴對數等於單位時間內複合消失的電子空穴對數，這時半導體中電子空穴濃度維持常數，叫熱平衡。