Material sobre la Ley Cero de la Termodinámica
Hasta ahora, solo hemos considerado el equilibrio térmico que experimentan dos objetos en contacto. Para comprender mejor el concepto de equilibrio térmico, consideremos tres objetos (llamémoslos objeto A, objeto B y objeto C). Por ejemplo, los objetos B y C no se tocan entre sí, pero el objeto A está en contacto con el objeto B y el objeto A está en contacto con el objeto C. Observe la imagen a continuación.
Dado que los objetos A y B están en contacto, se encuentran en equilibrio térmico, al igual que los objetos A y C. ¿Están también en equilibrio térmico los objetos B y C, que no se tocan entre sí?
Si solo usamos la lógica, podemos decir que el objeto B y el objeto C también están en equilibrio térmico, aunque no se toquen. El objeto A y el objeto B están en equilibrio térmico, lo que significa que la temperatura del objeto A es igual a la temperatura del objeto B. El objeto A y el objeto C también están en equilibrio térmico, la temperatura del objeto A es igual a la temperatura del objeto C. Como T A = T B y T A = T C , entonces T B = T C.
Dado que la física no se basa únicamente en la lógica, es necesario demostrarla mediante experimentos. Según los resultados del experimento, se observa que los objetos B y C también se encuentran en equilibrio térmico. En este caso, la temperatura del objeto B es igual a la del objeto C. Por lo tanto, aunque los objetos B y C no se tocan directamente, al estar ambos en contacto con el objeto A, también se encuentran en equilibrio térmico. Esto se resume en la siguiente frase: Si dos objetos están en equilibrio térmico con un tercer objeto, entonces los tres objetos están en equilibrio térmico entre sí.
La ley cero de la termodinámica explica el principio de funcionamiento de un termómetro , un instrumento para medir la temperatura. Consideremos un termómetro de mercurio o un termómetro de alcohol. El alcohol o el mercurio están en contacto con el vidrio, y el vidrio está en contacto con el objeto cuya temperatura se está midiendo, por ejemplo, el aire, el agua o el cuerpo humano. Aunque el mercurio no esté en contacto directo con el aire, el agua o el cuerpo humano, debido a que está en contacto con el vidrio, cuando el vidrio y el aire, el agua o el cuerpo humano se encuentran en equilibrio térmico, entonces el mercurio y el aire, el agua o el cuerpo humano también se encuentran en equilibrio térmico.
Las leyes de la física suelen comenzar en 1, rara vez en cero. Se la conoce como la ley cero de la termodinámica porque, tras formular la primera, la segunda y la tercera ley, los científicos se percataron de que existía una ley aún más fundamental que no se había formulado. Por lo tanto, los científicos la denominan la ley cero de la termodinámica.
