Sıfırıncı Yasa ve Sıcaklık
Termodinamiğin sıfırıncı yasası, termal dengenin geçişli olduğunu ortaya koyarak, sıcaklığı denge halindeki sistemler tarafından paylaşılan, iyi tanımlanmış ve ölçülebilir bir özellik haline getirmektedir.
Tanım
Sıfırıncı yasa, eğer iki sistemin her biri üçüncü bir sistemle termal dengede ise, bu sistemlerin birbirleriyle de termal dengede olduğunu belirtmektedir; bu durum, sıcaklığın karşılıklı termal dengedeki sistemler arasında eşit olan özellik olarak tanımlanmasına olanak tanımaktadır.
Kapsam
Bu konu, sıfırıncı yasanın ifadesini, termal denge ve diyatermik duvar kavramını, sıcaklığın tanımlanmasını sağlayan geçişliliği ve ampirik ile mutlak sıcaklık ölçeklerinin oluşturulmasını kapsamaktadır. Termometrelerin çalışması ve ideal gaz ölçeği, pratik sonuçlar olarak dahil edilmektedir.
Temel sorular
- İki sistemin termal dengede olması ne anlama gelmektedir?
- Dengenin geçişliliği neden sıcaklığın tutarlı bir şekilde tanımlanmasına izin vermektedir?
- Ampirik sıcaklık ölçekleri nasıl oluşturulmakta ve mutlak ölçekle nasıl ilişkilendirilmektedir?
- Sıfırıncı yasa, birinci ve ikinci yasalardan mantıksal olarak neden önce gelmelidir?
Anahtar kavramlar
- Termal denge ve diyatermik duvarlar
- Dengenin geçişliliği
- Ampirik sıcaklık ve izotermler
- İdeal gaz ve mutlak sıcaklık ölçekleri
- Termometri
Klinik önem
Sıfırıncı yasa, bir termometrenin temas ettiği sistemle gerçekten paylaşılan bir özelliği okuduğunu garanti ederek, laboratuvar termometresinden endüstriyel süreç kontrolüne ve meteorolojiye kadar her sıcaklık ölçümünün temelini oluşturmaktadır.
Tarihçe
Termometri, resmi termodinamikten yüzyıllar önce var olmasına rağmen, bu ilke 1930'larda Fowler tarafından ayrı bir yasa olarak ifade edilmiş ve 'sıfırıncı yasa' olarak adlandırılmıştır; bu da sıcaklık ölçümünün uzun süredir örtük olan temelini resmileştirmiştir.
Öne çıkan isimler
- Ralph H. Fowler
- James Clerk Maxwell
İlgili konular
Temel eserler
- callen1985
- fowler1939
Sıkça sorulan sorular
- Sıcaklık açıkça ortada gibi görünüyorsa, sıfırıncı yasa neden gereklidir?
- Termal dengenin geçişliliği olmasaydı, tek bir sayının bir sistemin sıcaklığını tutarlı bir şekilde etiketleyebileceğine dair hiçbir garanti olmazdı; sıfırıncı yasa tam da bu garantiyi sağlamakta, sıcaklığı bir sezgiden tanımlanmış bir durum değişkenine dönüştürmektedir.