ऊष्मप्रवैगिकी का ज़ीरोथ नियम: परिभाषा, सूत्र और उदाहरण

ऊष्मप्रवैगिकी ऊष्मा ऊर्जा के हस्तांतरण से संबंधित भौतिकी का एक क्षेत्र है। इसे अक्सर कानूनों के एक सेट के संदर्भ में समझा जाता है।

ज़ीरोथ कानून परिभाषित करने में मदद करता हैतापमान की अवधारणा, जैसा कि वस्तुओं के बीच थर्मल संतुलन के साथ करना है। ऊष्मा गर्म पदार्थ से ठंडे पदार्थ की ओर प्रवाहित होती है, और ऊष्मीय संतुलन, जिसे कभी-कभी थर्मोडायनामिक संतुलन कहा जाता है, तब होता है जब गर्मी का शुद्ध प्रवाह नहीं होता है। यह तब होता है जब वस्तुएं समान तापमान पर होती हैं।

ऊष्मप्रवैगिकी के मूल रूप से तीन केंद्रीय कानून थे। हालांकि, 1900 की शुरुआत में वैज्ञानिकों ने महसूस किया कि उनके सिद्धांतों के पूर्ण और सही होने के लिए एक और, अधिक बुनियादी कानून आवश्यक था। क्योंकि इस कानून को दूसरों की तुलना में अधिक मौलिक माना जाता था, इसलिए इसे चौथा कानून कहा जाता है ऊष्मप्रवैगिकी उचित नहीं लगती थी, इसलिए इसे शून्य नियम बनाया गया ताकि यह दिखाया जा सके कि यह सभी का स्थान लेता है दूसरे।

ऊष्मप्रवैगिकी का शून्यवाँ नियम कहता है कि यदि तापीय प्रणाली A, तापीय प्रणाली B के साथ तापीय संतुलन में है, और थर्मल सिस्टम बी थर्मल सिस्टम सी के साथ थर्मल संतुलन में है, तो ए थर्मल संतुलन में होना चाहिए सी।

इसे ए कहा जाता हैसकर्मक संबंध, और आमतौर पर बीजगणित में भी देखा जाता है: यदि ए = बी और बी = सी, तो ए = सी। ऊष्मप्रवैगिकी का शून्यवां नियम तापमान के साथ इस अवधारणा का प्रतिनिधित्व करता है।

गणितीय सिद्धांतों में अक्सर एक संबंध की आवश्यकता होती है जिसे तुल्यता संबंध कहा जाता है: यह कहने का एक तरीका है कि दो चीजें समान हैं या नहीं। ज़ीरोथ कानून थर्मोडायनामिक्स का तुल्यता संबंध है क्योंकि यह तापमान की गणितीय अवधारणा प्रदान करता है और भौतिक थर्मामीटर के अस्तित्व की अनुमति देता है।

एक प्रमुख अवधारणा ऊर्जा और तापमान के बीच का अंतर है। यह जानना कि दो अलग-अलग वस्तुओं में कितनी ऊर्जा है, यह जानने के लिए पर्याप्त नहीं है कि संपर्क में आने पर गर्मी किस तरह से प्रवाहित होगी। यह दो प्रणालियों के सापेक्ष तापमान हैं जो गर्मी प्रवाह की दिशा निर्धारित करते हैं।

लेकिन तापमान कैसे मापा जा सकता है? आमतौर पर, थर्मामीटर एक ऐसी वस्तु होती है जो अपने तापमान के आधार पर ज्ञात और अंशांकित गुणों को प्रदर्शित करती है। उदाहरण के लिए, पारा गर्म होने पर मात्रा में एक अच्छी तरह से परिभाषित तरीके से फैलता है। किसी वस्तु के साथ थर्मामीटर को तापीय संतुलन में रखना और फिर उन गुणों का अवलोकन करना, जैसे कि पारा कितना फैल गया है, किसी वस्तु के तापमान को मापने का एक तरीका है।

दो वस्तुओं के तापमान की तुलना करने की कोशिश करते समय शून्य के नियम का महत्व देखा जा सकता है। यदि किसी थर्मामीटर को द्रव A में रखा जाता है, तो वह उस द्रव के साथ तापीय साम्य में हो जाता है और एक निश्चित तापमान पढ़ता है।

यदि उस थर्मामीटर को तब द्रव B में रखा जाता है, तो वह ऊष्मीय संतुलन तक पहुँच जाता है और ठीक उसी तापमान को पढ़ता है जैसा उसने उस समय किया था तरल ए के साथ थर्मल संतुलन में था, शून्य कानून हमें यह कहने की अनुमति देता है कि तरल ए और तरल बी समान हैं तापमान।

ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम कहता है कि एक पृथक प्रणाली की कुल ऊर्जा है energyलगातार. सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन हमेशा सिस्टम में डाली गई गर्मी और सिस्टम द्वारा अपने पर्यावरण पर किए गए कार्य के बीच के अंतर के बराबर होगा।

ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम कहता है किकुल एन्ट्रापीएक पृथक प्रणाली समय के साथ कभी कम नहीं हो सकती। पृथक प्रणाली की कुल एन्ट्रापीतथाकुछ आदर्श स्थितियों में इसका परिवेश स्थिर रह सकता है, लेकिन यह कभी कम नहीं हो सकता।

ऊष्मप्रवैगिकी के तीसरे नियम में कहा गया है कि एक पृथक प्रणाली की एन्ट्रापी स्थिर हो जाती है क्योंकि इसका तापमान परम शून्य के करीब पहुंच जाता है। एन्ट्रापी का यह निरंतर मान सिस्टम के किसी अन्य पैरामीटर पर निर्भर नहीं कर सकता है, जैसे इसकी मात्रा या दबाव।