กฎข้อที่ศูนย์และอุณหภูมิ
กฎข้อที่ศูนย์ของอุณหพลศาสตร์ระบุว่าสมดุลทางความร้อนมีคุณสมบัติถ่ายทอดได้ ทำให้สามารถกำหนดอุณหภูมิให้เป็นคุณสมบัติที่วัดได้และเป็นคุณสมบัติร่วมกันของระบบที่อยู่ในสมดุล
Definition
กฎข้อที่ศูนย์ระบุว่า หากระบบสองระบบแต่ละระบบอยู่ในสมดุลทางความร้อนกับระบบที่สาม ระบบทั้งสองนั้นจะอยู่ในสมดุลทางความร้อนซึ่งกันและกัน ซึ่งทำให้อุณหภูมิสามารถถูกนิยามได้ว่าเป็นคุณสมบัติที่เท่ากันในหมู่ระบบที่อยู่ในสมดุลทางความร้อนร่วมกัน
Scope
หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงการกล่าวถึงกฎข้อที่ศูนย์ แนวคิดของสมดุลทางความร้อนและผนังไดอะเทอร์มอล คุณสมบัติการถ่ายทอดที่ทำให้อุณหภูมิสามารถนิยามได้ และการสร้างมาตรวัดอุณหภูมิเชิงประจักษ์และมาตรวัดอุณหภูมิสัมบูรณ์ การทำงานของเทอร์โมมิเตอร์และมาตรวัดก๊าซอุดมคติถูกรวมไว้เป็นผลลัพธ์เชิงปฏิบัติ
Core questions
- การที่ระบบสองระบบอยู่ในสมดุลทางความร้อนหมายความว่าอย่างไร?
- เหตุใดคุณสมบัติการถ่ายทอดของสมดุลจึงอนุญาตให้นิยามอุณหภูมิได้อย่างสอดคล้องกัน?
- มาตรวัดอุณหภูมิเชิงประจักษ์ถูกสร้างขึ้นและเกี่ยวข้องกับมาตรวัดสัมบูรณ์อย่างไร?
- เหตุใดกฎข้อที่ศูนย์จึงต้องมาก่อนกฎข้อที่หนึ่งและสองในเชิงตรรกะ?
Key concepts
- สมดุลทางความร้อนและผนังไดอะเทอร์มอล
- คุณสมบัติการถ่ายทอดของสมดุล
- อุณหภูมิเชิงประจักษ์และเส้นไอโซเทอร์ม
- มาตรวัดก๊าซอุดมคติและมาตรวัดอุณหภูมิสัมบูรณ์
- การวัดอุณหภูมิ
Clinical relevance
กฎข้อที่ศูนย์เป็นพื้นฐานของการวัดอุณหภูมิทุกประเภท ตั้งแต่การวัดอุณหภูมิในห้องปฏิบัติการไปจนถึงการควบคุมกระบวนการทางอุตสาหกรรมและอุตุนิยมวิทยา โดยรับประกันว่าเทอร์โมมิเตอร์จะอ่านค่าคุณสมบัติที่แท้จริงซึ่งใช้ร่วมกันกับระบบที่สัมผัส
History
แม้ว่าการวัดอุณหภูมิจะมีมาก่อนอุณหพลศาสตร์อย่างเป็นทางการหลายศตวรรษ แต่หลักการนี้ได้รับการอธิบายว่าเป็นกฎที่แตกต่างและถูกตั้งชื่อว่า 'กฎข้อที่ศูนย์' โดย Fowler ในทศวรรษที่ 1930 ซึ่งเป็นการทำให้พื้นฐานที่แฝงอยู่มานานสำหรับการวัดอุณหภูมิเป็นทางการ
Key figures
- Ralph H. Fowler
- James Clerk Maxwell
Related topics
Seminal works
- callen1985
- fowler1939
Frequently asked questions
- เหตุใดกฎข้อที่ศูนย์จึงจำเป็นหากอุณหภูมิเป็นสิ่งที่ดูเหมือนชัดเจนอยู่แล้ว?
- หากไม่มีคุณสมบัติการถ่ายทอดของสมดุลทางความร้อน จะไม่มีการรับประกันว่าตัวเลขเดียวสามารถระบุความร้อนของระบบได้อย่างสอดคล้องกัน กฎข้อที่ศูนย์ให้การรับประกันนั้นอย่างแม่นยำ เปลี่ยนอุณหภูมิจากสัญชาตญาณให้เป็นตัวแปรสถานะที่ถูกกำหนด