Material ničelnega zakona termodinamike
Do sedaj smo obravnavali le toplotno ravnovesje, ki ga doživljata dva predmeta v stiku. Da bi koncept toplotnega ravnovesja podrobneje razumeli, si poglejmo tri predmete (imenujmo jih predmet A, predmet B in predmet C). Na primer, predmeta B in C se ne dotikata, vendar je predmet A v stiku s predmetom B in predmet A je v stiku s predmetom C. Oglejte si spodnjo sliko.
Ker se dotikata, sta telesa A in B v toplotnem ravnovesju, prav tako pa sta telesa A in C v toplotnem ravnovesju. Ali sta telesa B in C, ki se ne dotikata, prav tako v toplotnem ravnovesju?
Če uporabimo samo logiko, lahko rečemo, da sta objekt B in objekt C prav tako v toplotnem ravnovesju, čeprav se ne dotikata. Objekt A in objekt B sta v toplotnem ravnovesju, kar pomeni, da je temperatura objekta A = temperatura objekta B. Objekt A in objekt C sta prav tako v toplotnem ravnovesju, temperatura objekta A = temperatura objekta C. Ker je T A = T B in T A = T C , potem je T B = T C.
Ker se fizika ne zanaša le na logiko, jo je treba dokazati s poskusi. Na podlagi rezultatov poskusa se izkaže, da sta tudi predmeta B in C v toplotnem ravnovesju. V tem primeru je temperatura predmeta B = temperatura predmeta C. Torej, čeprav se predmeta B in C ne dotikata, sta zato, ker sta oba v stiku s predmetom A, tudi predmeta B in C v toplotnem ravnovesju. To se zaključi z naslednjo lepo vrstico stavkov: Če sta dva predmeta v toplotnem ravnovesju s tretjim predmetom, potem so trije predmeti v toplotnem ravnovesju med seboj.
Ničli zakon termodinamike pojasnjuje princip delovanja termometra , instrumenta za merjenje temperature. Predstavljajte si živosrebrni termometer ali alkoholni termometer. Alkohol ali živo srebro je v stiku s steklom, steklo pa je v stiku s predmetom, katerega temperatura se meri, na primer z zrakom, vodo ali človeškim telesom. Čeprav živo srebro ni v stiku z zrakom, vodo ali človeškim telesom, ker je živo srebro v stiku s steklom, ko sta steklo in zrak, voda ali človeško telo v toplotnem ravnovesju, sta tudi živo srebro in zrak, voda ali človeško telo v toplotnem ravnovesju.
Zakoni fizike se običajno začnejo pri 1, redko pri nič. Imenuje se ničelni zakon termodinamike, ker so znanstveniki po formulaciji prvega, drugega in tretjega zakona termodinamike ugotovili, da obstaja temeljnejši zakon, ki še ni bil formuliran. Zato znanstveniki ta zakon imenujejo ničelni zakon termodinamike.
