Article sur la loi zéro de la thermodynamique
Jusqu'à présent, nous n'avons observé que l'équilibre thermique de deux objets en contact.
Pour mieux comprendre le concept d'équilibre thermique, prenons l'exemple de trois objets (A, B et C). Par exemple, B et C ne se touchent pas, tandis que A est en contact avec B et avec C. Observons l'image ci-dessous. Puisque les objets A et B sont en équilibre thermique, A et C le sont également. Les objets B et C, qui ne se touchent pas, sont-ils aussi en équilibre thermique ? Logiquement, on pourrait dire que B et C le sont aussi, même s'ils ne sont pas en contact. A et B sont en équilibre thermique, ce qui signifie que la température de A est égale à celle de B.
Les objets A et C sont également en équilibre thermique, la température de l'objet A étant égale à celle de l'objet C. Du fait de TA = TB et TA = TC, alors TB = TCLa physique ne se fondant pas uniquement sur la logique, elle doit être démontrée par l'expérimentation. Les résultats expérimentaux montrent que les objets B et C sont également en équilibre thermique. Dans ce cas, la température de l'objet B est égale à celle de l'objet C.
Ainsi, même si les objets B et C ne se touchent pas, ils sont en contact avec l'objet A et sont donc également en équilibre thermique.
Ainsi, si deux objets sont en équilibre thermique avec un troisième, alors les trois objets sont en équilibre thermique entre eux. C'est le principe zéro de la thermodynamique. Ce principe explique le fonctionnement d'un thermomètre, un instrument de mesure de température. Prenons l'exemple d'un thermomètre à mercure ou à alcool. L'alcool ou le mercure est en contact avec le verre, et le verre est en contact avec les objets dont on mesure la température, comme l'air, l'eau ou le corps humain. Bien que le mercure ne soit pas en contact direct avec l'air, l'eau ou le corps humain, le contact du mercure avec le verre provoque une surchauffe.
Lorsque le verre et l'air, l'eau ou le corps humain sont en équilibre thermique, le mercure et l'air, l'eau ou le corps humain sont également en équilibre thermique.
Les lois de la physique commencent généralement par 1, et rarement par zéro. On l'appelle la loi zéro de la thermodynamique car, après la formulation des première, deuxième et troisième lois, les scientifiques ont réalisé l'existence d'une loi plus fondamentale qui n'avait pas encore été formulée. C'est pourquoi ils la nomment la loi zéro de la thermodynamique.
