Lei cero da termodinámica dos materiais
Ata o de agora, só consideramos o equilibrio térmico experimentado por dous obxectos en contacto. Para comprender o concepto de equilibrio térmico con maior profundidade, consideremos tres obxectos (chamémoslles obxecto A, obxecto B e obxecto C). Por exemplo, os obxectos B e C non se tocan, pero o obxecto A está en contacto co obxecto B e o obxecto A está en contacto co obxecto C. Observa a imaxe seguinte.
Debido a que se tocan entre si, os obxectos A e B están en equilibrio térmico, e do mesmo xeito os obxectos A e C están en equilibrio térmico. Os obxectos B e C, que non se tocan entre si, tamén están en equilibrio térmico?
Se só empregamos a lóxica, podemos dicir que o obxecto B e o obxecto C tamén están en equilibrio térmico, aínda que non se toquen. O obxecto A e o obxecto B están en equilibrio térmico, o que significa que a temperatura do obxecto A = a temperatura do obxecto B. O obxecto A e o obxecto C tamén están en equilibrio térmico, a temperatura do obxecto A = a temperatura do obxecto C. Dado que T A = T B e T A = T C , entón T B = T C.
Dado que a física non só se basea na lóxica, senón que cómpre demostrala mediante experimentos. Baseándose nos resultados do experimento, resulta que os obxectos B e C tamén están en equilibrio térmico. Neste caso, a temperatura do obxecto B = a temperatura do obxecto C. Polo tanto, aínda que os obxectos B e C non se tocan entre si, senón que ambos están en contacto co obxecto A, os obxectos B e C tamén están en equilibrio térmico. Isto conclúese na seguinte fermosa liña de frases: Se dous obxectos están en equilibrio térmico cun terceiro obxecto, entón os tres obxectos están en equilibrio térmico entre si.
A lei cero da termodinámica explica o principio de funcionamento dun termómetro , un instrumento para medir a temperatura. Considere un termómetro de mercurio ou un termómetro de alcohol. O alcohol ou mercurio está en contacto co vidro e o vidro está en contacto co obxecto cuxa temperatura se mide, por exemplo, o aire, a auga ou o corpo humano. Aínda que o mercurio non está en contacto co aire, a auga ou o corpo humano, debido a que o mercurio está en contacto co vidro, cando o vidro e o aire, a auga ou o corpo humano están en equilibrio térmico, entón o mercurio e o aire, a auga ou o corpo humano tamén están en equilibrio térmico.
As leis da física adoitan comezar en 1, raramente en cero. Chámase lei cero da termodinámica porque despois de formularse a primeira, segunda e terceira leis da termodinámica, os científicos decatáronse de que había unha lei máis fundamental que aínda non se formulara. Polo tanto, os científicos chaman a esta lei a lei cero da termodinámica.
