关于热力学第零定律的文章
到目前为止,我们只观察到了两个接触物体所经历的热平衡。
为了更深入地理解热平衡的概念,我们来看三个物体(假设为物体A、物体B和物体C)。例如,物体B和物体C不接触,但物体A与物体B接触,物体A也与物体C接触。观察下图。由于彼此接触的物体A和物体B处于热平衡状态,因此物体A和物体C也处于热平衡状态。那么,不接触的物体B和物体C也处于热平衡状态吗?如果仅从逻辑上讲,我们可以说物体B和物体C也处于热平衡状态,即使它们不接触。物体A和物体B处于热平衡状态,这意味着物体A的温度等于物体B的温度。
物体A和物体C也处于热平衡状态,物体A的温度等于物体C的温度。由于TA = T.B 和TA = T.C然后 TB = T.C由于物理学并非仅依赖于逻辑,它需要通过实验来验证。根据实验结果,物体B和物体C也处于热平衡状态。在这种情况下,物体B的温度等于物体C的温度。
因此,即使物体 B 和物体 C 没有相互接触,但由于它们与物体 A 接触,那么物体 B 和物体 C 也处于热平衡状态。
因此,如果两个物体与第三个物体处于热平衡状态,那么这三个物体彼此之间也处于热平衡状态。这就是热力学第零定律。热力学第零定律解释了温度计(一种温度测量装置)的工作原理。以水银温度计或酒精温度计为例。酒精或水银与玻璃接触,玻璃再与被测物体(例如空气、水或人体)接触。虽然水银本身并不直接与空气、水或人体接触,但由于水银与玻璃接触,
当玻璃与空气、水或人体处于热平衡状态时,汞与空气、水或人体也处于热平衡状态。
物理定律通常从1开始,很少从0开始。之所以称之为热力学第0定律,是因为在热力学第一定律、第二定律和第三定律相继被提出之后,科学家们意识到还存在一条更为基本的定律尚未被阐明。因此,科学家们将其称为热力学第0定律。