Ο Μηδενικός Νόμος της Θερμοδυναμικής

Άρθρο σχετικά με τον Μηδενικό Νόμο της Θερμοδυναμικής

Μέχρι στιγμής, έχουμε παρατηρήσει μόνο τη θερμική ισορροπία που βιώνουν δύο αντικείμενα σε επαφή.

Για να κατανοήσουμε την έννοια της θερμικής ισορροπίας σε μεγαλύτερο βάθος, ας εξετάσουμε τρία αντικείμενα (ας πούμε αντικείμενα Α, Β και Γ). Για παράδειγμα, τα αντικείμενα Β και Γ δεν αγγίζουν το ένα το άλλο, αλλά τα αντικείμενα Α έρχονται σε επαφή με το αντικείμενο Β και Α έρχονται σε επαφή με το αντικείμενο Γ. Παρατηρήστε την παρακάτω εικόνα. Επειδή σε επαφή με το καθένα εκτός από το αντικείμενο Α και το αντικείμενο Β βρίσκονται σε θερμική ισορροπία, έτσι και τα αντικείμενα Α και Γ βρίσκονται σε θερμική ισορροπία. Είναι τα αντικείμενα Β και Γ που δεν αγγίζουν το ένα το άλλο επίσης σε θερμική ισορροπία; Αν χρησιμοποιήσουμε μόνο τη λογική, μπορούμε να πούμε ότι τα αντικείμενα Β και Γ βρίσκονται επίσης σε θερμική ισορροπία, παρόλο που δεν έρχονται σε επαφή. Τα αντικείμενα Α και Β βρίσκονται σε θερμική ισορροπία, που σημαίνει ότι η θερμοκρασία του αντικειμένου Α = η θερμοκρασία του αντικειμένου Β.

Ο Μηδενικός Νόμος της ΘερμοδυναμικήςΤα αντικείμενα A και C βρίσκονται επίσης σε θερμική ισορροπία, η θερμοκρασία του αντικειμένου A = η θερμοκρασία του αντικειμένου C. Λόγω του TA = ΤB και ΤA = ΤC, έπειτα ΤB = ΤCΔεδομένου ότι η φυσική δεν βασίζεται μόνο στη λογική, πρέπει να αποδειχθεί μέσω πειραμάτων. Με βάση τα πειραματικά αποτελέσματα, αποδεικνύεται ότι τα αντικείμενα Β και Γ βρίσκονται επίσης σε θερμική ισορροπία. Σε αυτήν την περίπτωση, η θερμοκρασία του αντικειμένου Β = η θερμοκρασία του αντικειμένου C.

Έτσι, παρόλο που τα αντικείμενα Β και Γ δεν εφάπτονται μεταξύ τους, αλλά επειδή βρίσκονται σε επαφή με το αντικείμενο Α, τότε τα αντικείμενα Β και Γ βρίσκονται επίσης σε θερμική ισορροπία.

Έτσι, αν δύο αντικείμενα βρίσκονται σε θερμική ισορροπία με ένα τρίτο αντικείμενο, τότε τα τρία αντικείμενα βρίσκονται σε θερμική ισορροπία μεταξύ τους. Αυτός είναι ο Μηδενικός Νόμος της Θερμοδυναμικής. Ο Μηδενικός Νόμος της Θερμοδυναμικής εξηγεί την αρχή λειτουργίας ενός θερμομέτρου, μιας συσκευής μέτρησης θερμοκρασίας. Ανασκόπηση ενός θερμομέτρου υδραργύρου ή ενός θερμομέτρου αλκοόλης. Αλκοόλη ή υδράργυρος σε επαφή με γυαλί και γυαλί σε επαφή με αντικείμενα των οποίων μετράται η θερμοκρασία, όπως ο αέρας, το νερό ή το ανθρώπινο σώμα. Αν και ο υδράργυρος δεν έρχεται σε επαφή με τον αέρα ή το νερό ή το ανθρώπινο σώμα, λόγω του υδραργύρου σε επαφή με το γυαλί,

Όταν το γυαλί και ο αέρας ή το νερό ή το ανθρώπινο σώμα βρίσκονται σε θερμική ισορροπία, ο υδράργυρος και ο αέρας ή το νερό ή το ανθρώπινο σώμα βρίσκονται επίσης σε θερμική ισορροπία.

Οι νόμοι της φυσικής συνήθως ξεκινούν από το 1, σπάνια ξεκινούν από το μηδέν. Ονομάζεται θερμοδυναμικός νόμος του 0 επειδή, μετά τη διατύπωση του 1ου νόμου της θερμοδυναμικής, του δεύτερου νόμου της θερμοδυναμικής και του τρίτου νόμου της θερμοδυναμικής, οι επιστήμονες συνειδητοποίησαν ότι υπήρχε ένας πιο θεμελιώδης νόμος που δεν είχε διατυπωθεί. Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες τον ονομάζουν Μηδενικό Νόμο της Θερμοδυναμικής.