Termisk reservoar

Et termisk reservoar, også kaldt termisk energireservoar eller termisk bad, er et termodynamisk system med en varmekapasitet så stor at temperaturen i reservoaret ikke endres når en rimelig mengde varme tilsettes eller ekstraheres.^[1] Det er et effektivt uendelig basseng av termisk energi ved en gitt, konstant temperatur. Siden det kan fungere som en kilde og en varmekilde, blir det ofte også referert til som et varmebeholder eller varmebad.

Innsjøer, hav og elver fungerer ofte som termiske reservoarer i geofysiske prosesser, for eksempel været. I atmosfærisk vitenskap fungerer store luftmasser i atmosfæren ofte som termiske reservoarer.

Siden temperaturen i et termisk reservoar ${\displaystyle T}$ ikke endres under varmeoverføringen, vil endringen av entropi i reservoaret være ${\displaystyle dS_{Res}={\frac {\delta Q}{T}}}$.

Den mikrokanoniske partisjonssummen ${\displaystyle Z(E)}$ av et varmebad med temperatur ${\displaystyle T}$ har egenskapen

${\displaystyle Z(E+\Delta E)=Z(E)e^{\Delta E/k_{B}T},}$

hvor ${\displaystyle k_{B}}$ er Boltzmanns konstant. Det endres dermed med samme faktor når en gitt mengde energi tilsettes. Den eksponensielle faktoren i dette uttrykket kan identifiseres med gjensidigheten av Boltzmann-faktoren.