أ القانون الصفري للديناميكا الحرارية هو القانون الذي تعاون في تصور العظمة درجة حرارة وفي تطوير موازين الحرارة ، بناءً على دراساته حول التوازن الحراري بين الهيئات المختلفة.
اقرأ أيضا: ما هي الحرارة؟
ا ماذا يقول قانون Zeroth للديناميكا الحرارية؟
قانون Zeroth للديناميكا الحرارية هو القانون الذي يقوم عليه الديناميكا الحرارية للمساهمة في تعريف درجة حرارة الكمية الفيزيائية ، وهو أمر ضروري لفهم أولاً والقوانين الثانية للديناميكا الحرارية. لهذا السبب ولأن تطوره كان متأخرًا عن القانونين الأولين ، فقد أطلق عليه الفيزيائي رالف هـ. فاولر (1889-1944).
هي يمكن ذكرها على النحو التالي:
"إذا كان جسمان A و B منفصلين في حالة توازن حراري مع جسم ثالث ، فإن A و B في حالة توازن حراري مع بعضهما البعض."
من هذا البيان لقانون Zeroth ، من الممكن أن نفهم أنه إذا كان لدى جسمين نفس درجة حرارة الجسم الثالث عندها يكون لكل شخص نفس درجة الحرارة ، ثم يكون في حالة توازن حراري ، حيث لا يوجد تدفق حراري من جسم إلى آخر. آخر.
ما هو قانون Zeroth للديناميكا الحرارية؟
القانون الصفري للديناميكا الحرارية مهم لأنه يحدد ال الكمية المادية درجة حرارة
مما جعل من الممكن تصنيع موازين الحرارة. يمكن ملاحظته في المواقف التي تشير إلى التوازن الحراري بين الأجسام ، على سبيل المثال: عند خلط الماء عند درجات حرارة مختلفة ، سيكون هناك تبادل حراري حتى تصل المياه إلى نفس درجة الحرارة ، وعند دخول الماء بدرجة حرارة أعلى أو أكثر برودة ، في وقت قصير ، يعتاد الجسم على درجة الحرارة بسبب تبادل حرارة.القانون الصفري للديناميكا الحرارية ومقاييس الحرارة
ساهم قانون Zeroth للديناميكا الحرارية في تطوير موازين الحرارةوهي أجهزة تستخدم لقياس درجة حرارة أي جسم سواء أكان حياً أم لا.
يوجد حاليًا ثلاثة أنواع من موازين الحرارة تختلف في تكوينها وعملها:
نظائرها: مركبات الزئبق;
رقمي: يتكون من مكون إلكتروني على الطرف حساس لدرجة الحرارة ؛
رقمي بالأشعة تحت الحمراء: تتكون من مستشعرات الأشعة تحت الحمراء ، فهي تقيس درجة الحرارة دون الحاجة إلى لمس الأجسام.
اقرأ أيضا: ما الفرق بين درجة الحرارة والحرارة؟
ما هي المقاييس الحرارية؟
الى المقاييس الحراريةهي تمثيلات لدرجات الحرارة بمقاييس مختلفة ، وأكثرها استخدامًا هي مقاييس Celsius و Fahrenheit و Kelvin. لدينا أدناه مقارنة بين قيم درجات الحرارة المكافئة في هذه المقاييس الحرارية:
للعثور على معادلة درجة الحرارة على مقاييس حرارية مختلفة ، فإن القيم المقاسة لدرجات الحرارة في يتم تحديد نقاط غليان وانصهار الماء ومقارنتها بالنقطة الثالثة التي يريد المرء معرفة درجة حرارة. من أجل هذا، كانطور معادلة المساواة بين المقاييس الحرارية المختلفة:
\ (\ frac {T_C} 5 = \ frac {T_F-32} 9 = \ frac {T_K-273} 5 \)
\ (T_C \) هي درجة الحرارة على مقياس سيليزيوس ، مقاسة بـ \ ([° C] \)
\ (T_F \) هي درجة الحرارة على مقياس فهرنهايت ، مقاسة بـ \ ([درجة فهرنهايت] \)
\ (T_K \) هي درجة الحرارة على مقياس كلفن ، مقاسة بـ \([ك]\)
→ درس فيديو عن التحويل بين المقاييس الحرارية
تمارين محلولة على قانون Zeroth للديناميكا الحرارية
السؤال رقم 1
(بحار مبتدئ) يتم وضع ثلاثة موازين حرارة زئبقية في نفس السائل ، وعند الوصول إلى التوازن الحراري ، يسجل الخريج على مقياس سيليزيوس 45 درجة مئوية. ما هي القيم التي يجب أن تسجلها موازين الحرارة المتدرجة في مقياسي كلفن وفهرنهايت ، على التوالي؟
أ) 218 كلفن و 113 درجة فهرنهايت
ب) 318 كلفن و 113 درجة فهرنهايت
ج) 318 كلفن و 223 درجة فهرنهايت
د) 588 كلفن و 313 درجة فهرنهايت
ه) 628 كلفن و 423 درجة فهرنهايت
دقة:
البديل ب. أولاً ، دعنا نحول درجة الحرارة في مقياس سلزيوس إلى درجة الحرارة في مقياس كلفن باستخدام الصيغة المتعلقة بها:
\ (\ frac {T_C} 5 = \ فارك {T_K-273} 5 \)
\ (TC = TK-273 \)
\ (45 = TK-273 \)
\ (المعارف التقليدية = 273 + 45 \)
\ (TK = 318 \ K \)
بعد ذلك ، سنقوم بتحويل درجة الحرارة في مقياس سلزيوس إلى درجة الحرارة في مقياس فهرنهايت ، باستخدام الصيغة التي تتعلق بها:
\ (\ frac {T_C} 5 = \ فارك {T_F-32} 9 \)
\ (\ frac {45} 5 = \ فارك {T_F-32} 9 \)
\ (9 = \ فارك {T_F-32} 9 \)
\ (9 \ cdot9 = TF-32 \)
\ (81 = TF-32 \)
\ (TF = 81 + 32 \)
\ (TF = 113 \ ℉ \)
السؤال 2
(UERJ) ضع في اعتبارك أربعة كائنات أ ، ب ، ج ، د. لوحظ أن A و B في حالة توازن حراري مع بعضهما البعض. نفس الشيء بالنسبة لـ C و D. ومع ذلك ، فإن A و C ليسا في حالة توازن حراري مع بعضهما البعض. يمكن الاستنتاج أن:
أ) B و D في نفس درجة الحرارة.
ب) يمكن أن يكون B و D في حالة توازن حراري ، لكن لا يمكن أن يكونا كذلك.
ج) لا يمكن أن يكون B و D في نفس درجة الحرارة.
د) لا ينطبق قانون Zeroth للديناميكا الحرارية في هذه الحالة ، لأن هناك أكثر من ثلاثة أشياء.
ه) A و B و C و D في نفس درجة الحرارة.
دقة:
البديل C. نظرًا لأن الجسمين A و B في حالة توازن حراري ، فإن الجسمين C و D أيضًا في حالة توازن ، لكن الأجسام A و C ليست كذلك. في حالة التوازن الحراري ، إذن ، وفقًا لقانون Zeroth للديناميكا الحرارية ، لا يمكن أن يكون الجسمان B و D في حالة توازن حراري.
بقلم باميلا رافايلا ميلو
مدرس الفيزياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lei-zero-da-termodinamica.htm
