A termodinâmica é uma área da física relacionada à transferência de energia térmica. Freqüentemente, é entendido em termos de um conjunto de leis.
A lei zero ajuda a definir oconceito de temperatura, pois tem a ver com equilíbrio térmico entre objetos. O calor flui da matéria mais quente para a matéria mais fria, e o equilíbrio térmico, às vezes chamado de equilíbrio termodinâmico, ocorre quando não há fluxo líquido de calor. Isso ocorre quando os objetos estão na mesma temperatura.
O que é a lei zero da termodinâmica?
Havia originalmente três leis centrais da termodinâmica. No entanto, os cientistas no início dos anos 1900 perceberam que outra lei mais básica era necessária para que suas teorias fossem completas e corretas. Porque esta lei foi considerada mais fundamental do que as outras, chamando-a de quarta lei do a termodinâmica não parecia apropriada, então foi criada a lei zero para mostrar que ela substitui todos os outros.
A lei zero da termodinâmica afirma que, se o sistema térmico A está em equilíbrio térmico com o sistema térmico B, e o sistema térmico B está em equilíbrio térmico com o sistema térmico C, então A deve estar em equilíbrio térmico com C.
Isso é chamado derelação transitiva, e também é comumente visto em álgebra: Se A = B e B = C, então A = C. A lei zero da termodinâmica representa esse conceito com a temperatura.
Significado da Lei Zero da Termodinâmica
As teorias matemáticas freqüentemente necessitam de uma relação chamada relação de equivalência: uma maneira de dizer se duas coisas são iguais ou não. A lei zero é a relação de equivalência da termodinâmica porque fornece o conceito matemático de temperatura e permite a existência de termômetros físicos.
Um conceito chave é a diferença entre energia e temperatura. Saber quanta energia dois objetos individuais possuem não é suficiente para saber de que maneira o calor fluirá quando eles forem colocados em contato. São as temperaturas relativas dos dois sistemas que determinam a direção do fluxo de calor.
Mas como a temperatura pode ser medida? Normalmente, um termômetro é um objeto que exibe propriedades conhecidas e calibradas dependendo de sua temperatura. Por exemplo, o mercúrio se expande em volume de uma forma bem definida à medida que se aquece. Colocar o termômetro em equilíbrio térmico com um objeto e então observar essas propriedades, como o quanto o mercúrio se expandiu, é uma forma de medir a temperatura de um objeto.
A importância da lei zero pode ser vista ao tentar comparar as temperaturas de dois objetos. Se um termômetro for colocado no líquido A, ele fica em equilíbrio térmico com aquele líquido e lê uma determinada temperatura.
Se esse termômetro for colocado no líquido B, atinge o equilíbrio térmico e lê exatamente a mesma temperatura de quando estava em equilíbrio térmico com o líquido A, a lei zero é o que nos permite dizer que o líquido A e o líquido B são iguais temperatura.
Outras Leis da Termodinâmica
A primeira lei da termodinâmica afirma que a energia total de um sistema isolado éconstante. A mudança na energia interna do sistema sempre será exatamente igual à diferença entre o calor colocado no sistema e o trabalho que o sistema realiza em seu ambiente.
A segunda lei da termodinâmica afirma que oentropia totalde um sistema isolado nunca pode diminuir com o tempo. A entropia total do sistema isoladoeseu entorno pode permanecer constante em alguns casos ideais, mas nunca pode diminuir.
A terceira lei da termodinâmica afirma que a entropia de um sistema isolado torna-se constante à medida que sua temperatura se aproxima do zero absoluto. Este valor constante de entropia não pode depender de nenhum outro parâmetro do sistema, como seu volume ou pressão.
