A Nultý zákon termodynamiky je zákon, který spolupracoval na konceptualizaci velikosti teplota a ve vývoji teploměrů, na základě jeho studií na tepelná bilance mezi různými tělesy.
Přečtěte si také: co je teplo?
Ó Co říká nulový zákon termodynamiky?
Nultý zákon termodynamiky je zákon, který je základem Termodynamika za přispění k definici fyzikální veličiny teplota, která je zásadní pro pochopení První a druhé zákony termodynamiky. Kvůli tomu a protože jeho vývoj byl pozdější než první dva zákony, pojmenoval jej fyzik Ralph H. Zákon nula. Fowler (1889-1944).
Ona lze uvést jako:
"Pokud jsou dvě tělesa A a B odděleně v tepelné rovnováze s třetím tělesem, pak A a B jsou v tepelné rovnováze navzájem."
Z tohoto výroku nultého zákona je možné pochopit, že pokud dvě tělesa mají stejnou teplotu jako třetí těleso, pak bude mít každý stejnou teplotu, pak je v tepelné rovnováze, ve které nedochází k žádnému tepelnému toku z jednoho tělesa do druhého. jiný.
K čemu slouží nulový zákon termodynamiky?
Nultý zákon termodynamiky je důležitý, protože je
definuje Fyzické množství teplota, která umožnila výrobu teploměrů. Lze to pozorovat v situacích, které se týkají tepelné rovnováhy mezi tělesy, například: při míchání vody o různých teplotách bude docházet k výměně tepla, dokud vody dosahují stejné teploty a při vstupu do vody s vyšší nebo chladnější teplotou si tělo během krátké doby na teplotu díky výměnám teplo.Nultý zákon termodynamiky a teploměry
Nultý zákon termodynamiky přispěl k rozvoji teploměry, což jsou zařízení sloužící k měření teploty jakéhokoli tělesa, živého i neživého.
V současné době existují tři typy teploměrů, které se liší svým složením a funkcí:
analogy: sloučeniny z Rtuť;
Digitální: tvořeno elektronickou součástkou na hrotu, která je citlivá na teplotu;
infračervený digitální: tvořené infračervenými senzory, měří teplotu bez nutnosti dotýkat se těles.
Přečtěte si také: Jaký je rozdíl mezi teplotou a teplem?
Co jsou to termometrické váhy?
K teploměrné váhyjsou reprezentace teplot v různých měřítcích, nejpoužívanější jsou stupnice Celsia, Fahrenheita a Kelvina. Níže uvádíme srovnání mezi hodnotami ekvivalentních teplot v těchto termometrických stupnicích:
Pro zjištění teplotní ekvivalence na různých termometrických stupnicích jsou naměřené hodnoty teplot v body varu a tání vody jsou označeny a porovnány s třetím bodem, o kterém chceme vědět teplota. Pro to, bylvyvinul vzorec rovnosti mezi různými termometrickými stupnicemi:
\(\frac{T_C}5=\frac{T_F-32}9=\frac{T_K-273}5\)
\(T_C\) je teplota na Celsiově stupnici, měřená v \([°C]\)
\(T_F\) je teplota na Fahrenheitově stupnici, měřená v \([°F ]\)
\(T_K\) je teplota na Kelvinově stupnici, měřená v \([K]\)
→ Video lekce o převodu mezi termometrickými stupnicemi
Řešená cvičení z Nultého zákona termodynamiky
Otázka 1
(Sailor's Apprentice) Tři rtuťové teploměry jsou umístěny ve stejné kapalině a po dosažení tepelné rovnováhy zaznamená stupnice na stupnici Celsia 45ºC. Jaké hodnoty by měly zaznamenávat teploměry odstupňované v Kelvinově a Fahrenheitově stupnici?
a) 218 K a 113 °F
b) 318 K a 113 °F
c) 318 K a 223 °F
d) 588 K a 313 °F
e) 628 K a 423 °F
Rozlišení:
Alternativa B. Nejprve převedeme teplotu ve stupních Celsia na teplotu v Kelvinově stupnici pomocí vzorce, který je spojuje:
\(\frac{T_C}5=\frac{T_K-273}5\)
\(TC=TK-273\)
\(45=TK-273\)
\(TK=273+45\)
\(TK=318\ K\)
Poté převedeme teplotu ve Celsiově stupnici na teplotu ve Fahrenheitově stupnici pomocí vzorce, který je spojuje:
\(\frac{T_C}5=\frac{T_F-32}9\)
\(\frac{45}5=\frac{T_F-32}9\)
\(9=\frac{T_F-32}9\)
\(9\cdot9=TF-32\)
\(81=TF-32\)
\(TF=81+32\)
\(TF=113\ ℉\)
otázka 2
(UERJ) Uvažujme čtyři objekty A, B, C a D. Bylo pozorováno, že A a B jsou ve vzájemné tepelné rovnováze. Totéž pro C a D. A a C však nejsou ve vzájemné tepelné rovnováze. Lze usuzovat, že:
a) B a D mají stejnou teplotu.
b) B a D mohou být v tepelné rovnováze, ale také nemohou být.
c) B a D nemohou mít stejnou teplotu.
d) Nultý zákon termodynamiky v tomto případě neplatí, protože objektů je více než tři.
e) A, B, C a D mají stejnou teplotu.
Rozlišení:
Alternativa C. Protože tělesa A a B jsou v tepelné rovnováze, jsou v rovnováze i tělesa C a D, ale tělesa A a C nikoli. v tepelné rovnováze pak podle nulového termodynamického zákona nemohou být tělesa B a D v rovnováze tepelný.
Autor: Pamella Raphaella Melo
Učitel fyziky
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lei-zero-da-termodinamica.htm
