Định luật không và nhiệt độ

Định luật không của nhiệt động lực học thiết lập rằng cân bằng nhiệt có tính chất bắc cầu, làm cho nhiệt độ trở thành một thuộc tính được xác định rõ ràng, có thể đo lường được và được chia sẻ bởi các hệ thống ở trạng thái cân bằng.

Definition

Định luật không phát biểu rằng nếu hai hệ thống đều ở trạng thái cân bằng nhiệt với một hệ thống thứ ba, thì chúng cũng ở trạng thái cân bằng nhiệt với nhau, điều này cho phép định nghĩa nhiệt độ là thuộc tính bằng nhau giữa các hệ thống ở trạng thái cân bằng nhiệt lẫn nhau.

Scope

Chủ đề này bao gồm phát biểu của định luật không, khái niệm cân bằng nhiệt và thành diathermal, tính chất bắc cầu cho phép định nghĩa nhiệt độ, và việc xây dựng các thang đo nhiệt độ thực nghiệm và tuyệt đối. Hoạt động của nhiệt kế và thang đo khí lý tưởng được bao gồm như những hệ quả thực tiễn.

Core questions

• Hai hệ thống ở trạng thái cân bằng nhiệt có nghĩa là gì?
• Tại sao tính chất bắc cầu của cân bằng cho phép định nghĩa nhiệt độ một cách nhất quán?
• Các thang đo nhiệt độ thực nghiệm được xây dựng như thế nào và liên quan đến thang đo tuyệt đối ra sao?
• Tại sao định luật không phải đứng trước định luật thứ nhất và thứ hai về mặt logic?

Key concepts

• Cân bằng nhiệt và thành diathermal
• Tính chất bắc cầu của cân bằng
• Nhiệt độ thực nghiệm và đường đẳng nhiệt
• Thang đo khí lý tưởng và thang đo nhiệt độ tuyệt đối
• Nhiệt kế

Clinical relevance

Định luật không là nền tảng cho mọi hành động đo nhiệt độ, từ đo nhiệt độ trong phòng thí nghiệm đến kiểm soát quy trình công nghiệp và khí tượng học, bằng cách đảm bảo rằng nhiệt kế đọc được một thuộc tính thực sự được chia sẻ với hệ thống mà nó tiếp xúc.

History

Mặc dù phép đo nhiệt độ đã có từ nhiều thế kỷ trước khi nhiệt động lực học chính thức ra đời, nguyên tắc này đã được Fowler phát biểu thành một định luật riêng biệt và đặt tên là 'định luật không' vào những năm 1930, chính thức hóa cơ sở đã ngầm định từ lâu để đo nhiệt độ.

Key figures

• Ralph H. Fowler
• James Clerk Maxwell

Seminal works

• callen1985
• fowler1939

Frequently asked questions

Tại sao định luật không lại cần thiết nếu nhiệt độ dường như hiển nhiên?

Nếu không có tính chất bắc cầu của cân bằng nhiệt, sẽ không có gì đảm bảo rằng một số duy nhất có thể dán nhãn độ nóng của một hệ thống một cách nhất quán; định luật không cung cấp chính xác sự đảm bảo đó, biến nhiệt độ từ một trực giác thành một biến trạng thái được định nghĩa.