מאמר על חוק האפס של התרמודינמיקה
עד כה, צפינו רק בשיווי משקל תרמי שחווים שני עצמים הנמצאים במגע.
כדי להבין את מושג שיווי המשקל התרמי לעומק, בואו נסקור שלושה עצמים (נניח, עצמים A, עצמים B, ועצמים C). לדוגמה, עצמים B ועצמים C אינם נוגעים זה בזה, אך עצמים A נמצא במגע עם עצמים B ועצמים A נמצאים במגע עם עצמים C. התבוננו בתמונה למטה. מכיוון שעצמים A ועצמים B נמצאים במגע עם כל אחד מהם, מלבד מגע עם עצמים A ועצמים B, נמצאים בשיווי משקל תרמי, כך גם עצמים A ועצמים C נמצאים בשיווי משקל תרמי. האם עצמים B ו-C שאינם נוגעים זה בזה נמצאים גם הם בשיווי משקל תרמי? אם נשתמש רק בלוגיקה, נוכל לומר שגם עצמים B ועצמים C נמצאים בשיווי משקל תרמי, למרות שהם אינם במגע. עצמים A ועצמים B נמצאים בשיווי משקל תרמי, כלומר הטמפרטורה של עצמים A = הטמפרטורה של עצמים B.
גופים A וגופים C נמצאים גם הם בשיווי משקל תרמי, הטמפרטורה של גופים A = הטמפרטורה של גופים C. בגלל TA = תB ו- TA = תC, ואז טB = תCמכיוון שפיזיקה אינה מסתמכת רק על לוגיקה, יש להוכיח אותה באמצעות ניסויים. בהתבסס על תוצאות הניסוי, מתברר שגם עצם B וגם עצם C נמצאים בשיווי משקל תרמי. במקרה זה, הטמפרטורה של עצם B = הטמפרטורה של עצם C.
אז למרות שעצם B ועצם C אינם נוגעים זה בזה, אבל בגלל שהם במגע עם עצם A, אז עצם B ועצם C נמצאים גם הם בשיווי משקל תרמי.
לכן, אם שני עצמים נמצאים בשיווי משקל תרמי עם עצמים שלישי, אז שלושת העצמים נמצאים בשיווי משקל תרמי זה עם זה. זהו חוק האפס של התרמודינמיקה. חוק האפס של התרמודינמיקה מסביר את עקרון הפעולה של מדחום, מכשיר למדידת טמפרטורה. סקירה של מדחום כספית או מדחום אלכוהול. אלכוהול או כספית במגע עם זכוכית וזכוכית במגע עם עצמים שהטמפרטורה שלהם נמדדת, כגון אוויר, מים או גוף האדם. למרות שכספית אינה במגע עם אוויר או מים או גוף האדם, בגלל כספית במגע עם הזכוכית,
כאשר זכוכית ואוויר או מים או גוף האדם נמצאים בשיווי משקל תרמי, כספית, ואוויר או מים או גוף האדם, נמצאים גם הם בשיווי משקל תרמי.
חוקי הפיזיקה מתחילים בדרך כלל מ-1, ולעתים רחוקות מאפס. החוק נקרא חוק 0 של התרמודינמיקה, משום שלאחר נוסחו החוק הראשון של התרמודינמיקה, החוק השני של התרמודינמיקה והחוק השלישי של התרמודינמיקה, מדענים הבינו שקיים חוק בסיסי יותר שטרם נוסח. לכן, מדענים קוראים לו חוק אפס של התרמודינמיקה.
