热平衡，指同一物体内或在可相互进行热交类换的几个物体间，王秋首座既不发生热的迁移，也不发生物质的相变而具有相来自同温度的状态。

• 中文名 热平衡
• 外文名 thermalequilibrium
• 应用学科 机械工程
• 表达式 Q放=Q吸
• 适用领域范围 工业自动化仪表与系统

科技名词来自定义

　　中文名称：热平衡

　　英文名称：thermalequilibrium

　　定义：同一物体内或在可相互进行热交换的几个物体间，既不发里原战银口居生热的迁移，也不发生物质的相变而具有相同温度的状态。

　　所属学科：式查压倒放却示机械工程（一级学科）；工业自动化仪表与系统（360百科二级学科）；温度测量仪表-温度测量仪表一般名词（三级学科）

简述

热平衡

　　一个处于任意平衡状态的系统，在没有宏观功的条件下，靠系统与外界直接相互作站在八滑重根氧氢用以改变系统状态的方服模具式称热接触（或热交换）。全烟决时余永原福条妒两个热力学系统进行热接触时，系统原来的平衡状态一般都将发生变化；经过足够长的时间之后，系统的状态不再发生变化；这时可以认为做况功害提钢业均乡几两个系统处于热平衡。如果两个系统热接触时，每状态没有发生变化，则说明两个系她星统已是互为热平衡的。可以认为互为热平衡的两个系统的冷热程度相同。

　　若有A、B、C三个处于任意确定的平衡丰呢服手况较口期士态的系统,而系统A和系统B是互相绝热的。令A和 B同时与系统C相互热接触眼流附川令何，经过足够长的时间后,A和B都将与C达到热平衡。这时使A和B不再绝热而相互热接触，实验证明，A和B马千切异建妈的状态都不发生变化，即A和B也是处于热平衡的。此实验事实说明，如果两个热力学系统各官亚我汉自与第三个热力学系统处于热平衡，则它们彼此也必处于热平衡座置经吃款洲众城吗。这一实验结论叫做热平衡的传递性，或叫做热平衡定律。

定律

　　热平衡定律是热力学中的一个基本实验定律，其来自重要意义在于它是科学定义温度概念的基础，是用温度计测量温度的360百科依据。在热力学中，温度、内能、熵是三个基本的状态函数，内能是由热力学第一定律环杂兰静损务占前掌治血确定的；熵是由热力学第二定律确定的；而温度是由热平衡定律确定的。所以热平衡定律如第一、第二定律一样也是热力学中的基本实验定律，其重要性不亚于热力学第一、第二格革考即心演武定律，但由于人们是在充分认识了热力学第一、第二定律之后才看出此定律的重要性，故英国著名物理学家R.H.否勒称它为热力学第零定律。

举例

热平衡

　　动物的产热量和散热量相等即为热平衡。动危前环伟达总例脚还六应物机体在正常代谢过程中，不断产热和散热，作为恒温动物的哺乳动物和家禽，必须使场厚敌话阳宽最检散热量和产热量达到平聚限衡，才能维持体温的相对恒定，保证机体各器官组织执行正常的生理机能。

　　对于半导体等固体材料，热平衡就是指没有外加任何作用（例如电压）时的一种状态。半导体处于热平衡时，其中的载流子称为[热]平衡载流子，其浓度是一定的（尽管在微观上刚领永得假如统稳棉却存在有不断产生与复合的过程）；这时半导体内部老唱师运病老密附飞土盐可以存在电荷（空间电荷）和电场（内建电场），损政快但不会产生电流。当半导体受到光照或者加有电压时，即变为非[热]平衡状态，其中的载流子称为非平衡载流子。非平衡载流子浓度与外界作用有关，而且在外加作用去掉以后，非平衡载流子浓度将要随着时间而发定反行天刚鸡三生衰减（有一个所谓寿命时间），最后又将逐渐回复到热平衡状态。

方程

热平衡

　　热平衡方程（热交换定律）thermalbalanceequation

　　温度不同的两个或几个系统之间发生热量的传导还单虽则递，直到系统的温度相等。在热量交换过程中，遵从能的转化和守恒定律。从高温物体向低温物体传递的热量，实际上就是内能的转移，高温物体内能的减少量就等于低温物体内能的增加量。

　　其平衡方程式为：Q放=Q吸(Q表示热量)

　　此方程只适用于绝热系统内的热交换过程，即无热量的损失；在交换过程中无热和功转变问题城杀情评找；而且在初、末状态都必须达到车平衡态。系统放热，一般是由切车裂如运古优素弦于温度降低、凝固、液化及燃料燃烧等过程。而吸热则高仍和失本作企做乎帝她是由于温度升高，熔解及汽化过程而引起的。

状态

热平衡

　　在故含没有外界影响的条件下，热力学系统的宏观性质不随时间变化的状态。所谓饭食序粮较五至跳油队素外界影响，是指外界对系统作功或传热。不能把平衡态简单理解为不随时间变化的状态。例如，一金属杆两端分别始终与沸水和冰水接触，热量不京率刻断从一端传往另一端，则杆各处温度虽然不同却并不随时间变化，但此杆并不处于平衡态。与单纯静止的力学平衡不同，热平衡态是热动平衡，系统中的分子战文建输例乙依承仍在作无规则热运动，只是平均效果不随时间改变。

　　实验表明，在没有外界影响的条件下，一个热力学系统经足够长时间后必将趋于热平衡态。两个或多个热力学系统相互接触后，只要时间足够长又没有外界影响，也必将趋于共同的平衡态。这是引入热平衡态概念的实验依据。两个热力学系统若分别与第三个系统处于热平衡，则它们彼此也必处于热平衡。这个实验规律称为热力学第零定律，表明热平衡具有传递性，热平衡态是科学定义温度概念的基础，也是用温度计测量温度的依据。

　　热平衡状态是一个理想化的概念，是在一定条件下对实际情况的抽象和近似。对热平衡状态的研究具有重要的理论和实践意义，已经成为热力学的基本内容。

生活中热平衡

热平衡是相对的

　　在一杯可乐中放入一些冰块之后，可乐的温度开始下降，冰开始融化。这时可乐有热量传给冰，当可乐降温至0℃时，温度不再降低，冰也不再融化，这时它们之间没有热的传递，两者达到了热的平衡。冰吸收的热量等于可乐放出的热量。墙上挂着的温度计就是利用热平衡的原理读出当时室内温度的。

　　上述可乐的热平衡没有考虑与周围空气及其他物体的关系。如果在温暖的室内，这杯可乐还要与外界空气发生热交换，因而冰可能还要融化。因此从更大的范围来说热是不平衡的。最终可能冰全化了，可乐的温度与室温相同了，在室内实现了热的平衡。当然还要考虑室内室外的热传递问题。

　　总之，热平衡既可以局部地分析，也可以将系统扩大之后来分析。局部、短时间内可看作是平衡的，更大范围内、更长时间内可能是不平衡的。因而热平衡是暂时的、相对的。热平衡也是有条件的，只要物体之间有温差，热总是不平衡的。

准静态的热平衡

　　实际物质组成的系统都不能与外界完全隔绝热的传递，因而系统总会偏离平衡态。但平衡被某种干扰所破坏需要一定的时间，这个时间有长有短，其长短与条件有关。

　　如人坐在一个铁凳上，铁凳的导热性很好，人体将有大量的热传递给凳子，最终达到热的平衡，需要较长的时间。而另一个坐在毛茸茸的沙发中的人就大不相同了，沙发的导热性差，它贴着人体的部分很快就与人体达到相同的温度，实现热平衡很快，因此保暖时需要很好的隔热材料，降温时需要很好的导热材料，都是为了减少这段时间。当然这种平衡也不是绝对的平衡，只是无限接近平衡态，我们把它称为准静态平衡。

　　穿上很厚的多孔材料制的棉衣的人，保温效果极好的保温瓶，都是准静态平衡的实例。

动态的热平衡

　　当一个物体的热量大量流失的情况下，或者某物体大量获取热量的时候，我们还能不能保持物体的温度不变而处于热的平衡状态呢？

　　事实上这种情况是存在的，我们只要向物体提供，或吸取等量的热量，就能保持其温度不变。

　　例如一个工人突然走进高达50℃的高温火炉旁，热的辐射使他获得了大量的热量，但人必须维持37℃的体温。这时人体立即有一种反应，即大量出汗，通过水分的蒸发带走热量，将体温维持在37℃。这时他吸收的热量和放出的热量必然是相等的。这种热的平衡我们称为动态的热平衡。

　　下面的表格中所列的就是一些动态热平衡的例子。