Termodinamika yra fizikos sritis, susijusi su šilumos energijos perdavimu. Tai dažnai suprantama atsižvelgiant į įstatymų rinkinį.
Nulinis įstatymas padeda apibrėžtitemperatūros samprata, kaip tai susiję su šilumine pusiausvyra tarp objektų. Šiluma teka iš karštesnių medžiagų į šaltesnes medžiagas, o šiluminė pusiausvyra, kartais vadinama termodinamine pusiausvyra, atsiranda, kai nėra grynojo šilumos srauto. Tai atsitinka, kai objektai yra toje pačioje temperatūroje.
Koks yra Zerotho termodinamikos dėsnis?
Iš pradžių buvo trys centriniai termodinamikos dėsniai. Tačiau 1900-ųjų pradžioje mokslininkai suprato, kad norint, kad jų teorijos būtų išsamios ir teisingos, reikia dar vieno, pagrindinio dėsnio. Kadangi šis įstatymas buvo laikomas fundamentalesniu už kitus, vadindamas jį ketvirtuoju termodinamika neatrodė tinkama, todėl buvo priimtas nulinis įstatymas, siekiant parodyti, kad jis pakeičia visus Kiti.
Nulinis termodinamikos dėsnis teigia, kad jei šiluminė sistema A yra šiluminėje pusiausvyroje su termine sistema B, o šiluminė sistema B yra šiluminėje pusiausvyroje su termine sistema C, tada A turi būti šiluminėje pusiausvyroje su C.
Tai vadinama atranzityvus ryšysir taip pat dažnai matoma algebroje: jei A = B ir B = C, tada A = C. Nulinis termodinamikos dėsnis atspindi šią sąvoką su temperatūra.
Zeroto termodinamikos dėsnio reikšmė
Matematikos teorijos dažnai reikalauja santykio, vadinamo ekvivalentiškumo santykiu: būdas pasakyti, ar du dalykai yra vienodi, ar ne. Nulinis dėsnis yra termodinamikos ekvivalentiškumo ryšys, nes jis pateikia matematinę temperatūros sampratą ir leidžia egzistuoti fiziniams termometrams.
Pagrindinė sąvoka yra skirtumas tarp energijos ir temperatūros. Žinant, kiek energijos turi du atskiri objektai, nepakanka žinoti, į kurią pusę šiluma tekės, kai jie bus susiliečiami. Šilumos tekėjimo kryptį lemia santykinės dviejų sistemų temperatūros.
Bet kaip galima išmatuoti temperatūrą? Paprastai termometras yra objektas, kuris, atsižvelgiant į jo temperatūrą, pasižymi žinomomis ir kalibruotomis savybėmis. Pavyzdžiui, gyvsidabris, įkaitus, tiksliai apibrėžtu būdu išsiplečia. Termometro įvedimas į šilumos pusiausvyrą su daiktu ir tada tų savybių stebėjimas, pavyzdžiui, kiek išsiplėtė gyvsidabris, yra būdas išmatuoti objekto temperatūrą.
Nulinio dėsnio svarbą galima pamatyti bandant palyginti dviejų objektų temperatūras. Jei termometras dedamas į skystį A, jis tampa šiluminėje pusiausvyroje su tuo skysčiu ir nuskaito tam tikrą temperatūrą.
Jei termometras dedamas į skystį B, jis pasiekia šiluminę pusiausvyrą ir nuskaito tą pačią temperatūrą kaip ir tada, kai buvo buvo šiluminėje pusiausvyroje su skysčiu A, nulinis dėsnis leidžia mums pasakyti, kad skystis A ir skystis B yra vienodi temperatūra.
Kiti termodinamikos dėsniai
Pirmasis termodinamikos dėsnis teigia, kad visa izoliuotos sistemos energija yrapastovus. Vidinės sistemos energijos pokytis visada bus lygus skirtumui tarp į sistemą įdėtos šilumos ir sistemos aplinkos darbo.
Antrasis termodinamikos dėsnis teigia, kadviso entropijaizoliuotos sistemos laikui bėgant niekada negali sumažėti. Visa izoliuotos sistemos entropijairjo aplinka kai kuriais idealiais atvejais gali išlikti pastovi, tačiau niekada negali sumažėti.
Trečiasis termodinamikos dėsnis teigia, kad izoliuotos sistemos entropija tampa pastovi, kai jos temperatūra artėja prie absoliutaus nulio. Ši pastovi entropijos vertė negali priklausyti nuo jokių kitų sistemos parametrų, tokių kaip jos tūris ar slėgis.
