مقال عن القانون الصفري للديناميكا الحرارية
حتى الآن، لم نلاحظ سوى التوازن الحراري الذي يمر به جسمان متلامسان.
لفهم مفهوم التوازن الحراري بشكل أعمق، دعونا نستعرض ثلاثة أجسام (لنفترض الجسم أ، والجسم ب، والجسم ج). على سبيل المثال، الجسم ب والجسم ج لا يتلامسان، لكن الجسم أ يتلامس مع الجسم ب، والجسم أ يتلامس مع الجسم ج. انظر إلى الصورة أدناه. بما أن الجسم أ والجسم ب متلامسان، فهما في حالة توازن حراري، وبالتالي فإن الجسم أ والجسم ج في حالة توازن حراري أيضًا. هل الجسمان ب وج، اللذان لا يتلامسان، في حالة توازن حراري أيضًا؟ إذا اعتمدنا على المنطق فقط، يمكننا القول إن الجسمين ب وج في حالة توازن حراري، على الرغم من أنهما غير متلامسين. الجسم أ والجسم ب في حالة توازن حراري، أي أن درجة حرارة الجسم أ تساوي درجة حرارة الجسم ب.
الجسمان A وC في حالة اتزان حراري، أي أن درجة حرارة الجسم A تساوي درجة حرارة الجسم C. بسبب TA = رB وTA = رCثم TB = رCبما أن الفيزياء لا تعتمد على المنطق فقط، فلا بد من إثباتها من خلال التجارب. وبناءً على نتائج التجارب، تبيّن أن الجسمين B وC في حالة اتزان حراري. في هذه الحالة، تكون درجة حرارة الجسم B مساوية لدرجة حرارة الجسم C.
لذلك على الرغم من أن الجسم B والجسم C لا يتلامسان مع بعضهما البعض، ولكن لأنهما على اتصال بالجسم A، فإن الجسم B والجسم C يكونان أيضًا في حالة توازن حراري.
إذا كان جسمان في حالة اتزان حراري مع جسم ثالث، فإن الأجسام الثلاثة تكون في حالة اتزان حراري فيما بينها. هذا هو القانون الصفري للديناميكا الحرارية. يشرح القانون الصفري للديناميكا الحرارية مبدأ عمل الترمومتر، وهو جهاز لقياس درجة الحرارة. لنستعرض الترمومتر الزئبقي أو الترمومتر الكحولي. يتكون الترمومتر الكحولي من جزأين: أحدهما يلامس الزجاج والآخر يلامس الأجسام المراد قياس درجة حرارتها، مثل الهواء أو الماء أو جسم الإنسان. على الرغم من أن الزئبق لا يلامس الهواء أو الماء أو جسم الإنسان، إلا أنه يلامس الزجاج.
عندما يكون الزجاج والهواء أو الماء أو جسم الإنسان في حالة توازن حراري، يكون الزئبق والهواء أو الماء أو جسم الإنسان أيضًا في حالة توازن حراري.
تبدأ قوانين الفيزياء عادةً من 1، ونادرًا ما تبدأ من الصفر. يُطلق على هذا القانون اسم قانون الديناميكا الحرارية الصفري، لأنه بعد صياغة القانون الأول والثاني والثالث للديناميكا الحرارية، أدرك العلماء وجود قانون أكثر جوهرية لم يُصاغ بعد. ولذلك، يُطلق عليه العلماء اسم قانون الديناميكا الحرارية الصفري.
