Nulti zakon termodinamike Materijal
Do sada smo razmatrali samo toplinsku ravnotežu koju doživljavaju dva objekta u kontaktu. Kako bismo dublje razumjeli koncept toplinske ravnoteže, razmotrimo tri objekta (nazovimo ih objekt A, objekt B i objekt C). Na primjer, objekti B i C se ne dodiruju, ali objekt A je u kontaktu s objektom B, a objekt A je u kontaktu s objektom C. Promatrajte sliku ispod.
Budući da se dodiruju, objekti A i B su u toplinskoj ravnoteži, a slično tome, objekti A i C su u toplinskoj ravnoteži. Jesu li objekti B i C, koji se ne dodiruju, također u toplinskoj ravnoteži?
Ako koristimo samo logiku, možemo reći da su objekt B i objekt C također u toplinskoj ravnoteži, iako se ne dodiruju. Objekt A i objekt B su u toplinskoj ravnoteži, što znači da je temperatura objekta A = temperatura objekta B. Objekt A i objekt C su također u toplinskoj ravnoteži, temperatura objekta A = temperatura objekta C. Budući da je T A = T B i T A = T C , tada je T B = T C.
Budući da se fizika ne oslanja samo na logiku, potrebno ju je dokazati eksperimentima. Na temelju rezultata eksperimenta, ispada da su objekti B i C također u toplinskoj ravnoteži. U ovom slučaju, temperatura objekta B = temperatura objekta C. Dakle, iako se objekti B i C ne dodiruju, ali budući da su oba u kontaktu s objektom A, objekti B i C su također u toplinskoj ravnoteži. To je zaključeno u sljedećem lijepom nizu rečenica: Ako su dva objekta u toplinskoj ravnoteži s trećim objektom, tada su tri objekta u toplinskoj ravnoteži jedan s drugim.
Nulti zakon termodinamike objašnjava princip rada termometra , instrumenta za mjerenje temperature. Razmotrimo živin termometar ili alkoholni termometar. Alkohol ili živa je u kontaktu sa staklom, a staklo je u kontaktu s objektom čija se temperatura mjeri, na primjer zrakom, vodom ili ljudskim tijelom. Iako živa nije u kontaktu sa zrakom, vodom ili ljudskim tijelom, jer je živa u kontaktu sa staklom, kada su staklo i zrak, voda ili ljudsko tijelo u toplinskoj ravnoteži, tada su živa i zrak, voda ili ljudsko tijelo također u toplinskoj ravnoteži.
Zakoni fizike obično počinju od 1, rijetko od nule. To se naziva nultim zakonom termodinamike jer su nakon što su formulirani prvi, drugi i treći zakon termodinamike, znanstvenici shvatili da postoji temeljniji zakon koji još nije bio formuliran. Stoga znanstvenici ovaj zakon nazivaju nultim zakonom termodinamike.
