Nulinis termodinamikos dėsnis
Iki šiol nagrinėjome tik dviejų besiliečiančių objektų terminę pusiausvyrą . Norėdami giliau suprasti terminės pusiausvyros sąvoką, panagrinėkime tris objektus (pavadinkime juos objektu A, objektu B ir objektu C). Pavyzdžiui, objektai B ir C nesiliečia vienas su kitu, bet objektas A liečiasi su objektu B, o objektas A liečiasi su objektu C. Pažvelkite į paveikslėlį apačioje.
Kadangi objektai A ir B liečiasi vienas su kitu, jie yra terminėje pusiausvyroje, ir panašiai objektai A ir C yra terminėje pusiausvyroje. Ar objektai B ir C, kurie nesiliečia vienas su kitu, taip pat yra terminėje pusiausvyroje?
Remiantis vien logika, galime teigti, kad objektai B ir C taip pat yra terminėje pusiausvyroje, net jei jie ir nesiliečia. Objektas A ir objektas B yra terminėje pusiausvyroje, tai reiškia, kad objekto A temperatūra yra = objekto B temperatūra. Objektas A ir objektas C taip pat yra terminėje pusiausvyroje, objekto A temperatūra yra = objekto C temperatūra. Kadangi T A = T B ir T A = T C , tai T B = T C.
Kadangi fizika nesiremia vien logika, ją reikia įrodyti eksperimentais. Remiantis eksperimento rezultatais paaiškėja, kad objektai B ir C taip pat yra terminėje pusiausvyroje. Šiuo atveju objekto B temperatūra = objekto C temperatūra. Taigi, nors objektai B ir C nesiliečia vienas su kitu, tačiau abu liečiasi su objektu A, objektai B ir C taip pat yra terminėje pusiausvyroje. Tai užbaigiama šia gražia sakinių eilute: Jei du objektai yra terminėje pusiausvyroje su trečiuoju objektu, tai ir trys objektai yra terminėje pusiausvyroje vienas su kitu.
Nulinis termodinamikos dėsnis paaiškina termometro , temperatūros matavimo prietaiso , veikimo principą . Panagrinėkime gyvsidabrio arba alkoholio termometrą. Alkoholis arba gyvsidabris liečiasi su stiklu, o stiklas liečiasi su objektu, kurio temperatūra matuojama, pavyzdžiui, oru, vandeniu arba žmogaus kūnu. Nors gyvsidabris nesiliečia su oru, vandeniu ar žmogaus kūnu, nes gyvsidabris liečiasi su stiklu, kai stiklas ir oras, vanduo arba žmogaus kūnas yra terminėje pusiausvyroje, tai gyvsidabris ir oras, vanduo arba žmogaus kūnas taip pat yra terminėje pusiausvyroje.
Fizikos dėsniai paprastai prasideda nuo 1, retai – nuo nulio. Tai vadinama nuliniu termodinamikos dėsniu, nes suformulavus pirmąjį, antrąjį ir trečiąjį termodinamikos dėsnius, mokslininkai suprato, kad egzistuoja fundamentalesnis dėsnis, kuris dar nebuvo suformuluotas. Todėl mokslininkai šį dėsnį vadina nuliniu termodinamikos dėsniu.
