EN Termodynamikkens nulte lov er loven, der samarbejdede i konceptualiseringen af storhed temperatur og i udviklingen af termometre, baseret på hans undersøgelser om termisk balance mellem forskellige kroppe.
Læs også: Hvad er varme?
Emner i denne artikel
- 1 - Hvad siger termodynamikkens nullov?
- 2 - Hvad er formålet med termodynamikkens nulte lov?
- 3 - Zero lov om termodynamik og termometre
-
4 - Hvad er termometriske skalaer?
- → Videolektion om konvertering mellem termometriske skalaer
- 5 - Løste øvelser om termodynamikkens nullov
O Hvad siger den nulte lov om termodynamik?
Termodynamikkens nulte lov er den lov, der ligger til grund for Termodynamik for at bidrage til definitionen af den fysiske mængde temperatur, hvilket er afgørende for at forstå først og termodynamikkens anden lov. På grund af dette, og fordi dens udvikling var senere end de to første love, blev den kaldt Law Zero af fysikeren Ralph H. Fowler (1889-1944).
Hun kan angives som:
"Hvis to kroppe A og B er separat i termisk ligevægt med et tredje legeme, så er A og B i termisk ligevægt med hinanden."
Ud fra denne erklæring om nulloven er det muligt at forstå, at hvis to legemer har samme temperatur som en tredje krop, så vil alle have den samme temperatur, for så at være i termisk ligevægt, hvor der ikke er varmestrøm fra det ene legeme til det andet. Andet.
Hvad er termodynamikkens nulte lov til?
Termodynamikkens nullov er vigtig, fordi den definerer fysisk mængde temperatur, hvilket gjorde det muligt at fremstille termometre. Det kan observeres i situationer, der refererer til den termiske ligevægt mellem legemer, for eksempel: når man blander vand ved forskellige temperaturer, vil der være varmeudveksling indtil vand når samme temperatur, og når man kommer ind i et vand med højere eller koldere temperatur, vil kroppen på kort tid vænne sig til temperaturen pga. varme.
Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen ;)
Den nulte lov om termodynamik og termometre
Termodynamikkens nullov bidrog til udviklingen af termometre, som er enheder, der bruges til at måle temperaturen på enhver krop, levende eller ej.
Der er i øjeblikket tre typer termometre, der varierer i deres sammensætning og funktion:
analoger: forbindelser af Merkur;
Digital: dannet af en elektronisk komponent på spidsen, der er temperaturfølsom;
infrarød digital: dannet af infrarøde sensorer, de måler temperaturen uden at skulle røre kroppene.
Læs også: Hvad er forskellen mellem temperatur og varme?
Hvad er termometriske skalaer?
Til termometriske skalaerer repræsentationer af temperaturer i forskellige skalaer, hvor de mest brugte er Celsius-, Fahrenheit- og Kelvin-skalaerne. Vi har nedenfor en sammenligning mellem værdierne af ækvivalente temperaturer i disse termometriske skalaer:
For at finde temperaturækvivalensen på forskellige termometriske skalaer skal de målte værdier af temperaturerne i koge- og smeltepunkter for vand markeres og sammenlignes med et tredje punkt, som man ønsker at kende temperatur. For det, han varudviklet formlen for lighed mellem de forskellige termometriske skalaer:
\(\frac{T_C}5=\frac{T_F-32}9=\frac{T_K-273}5\)
\(T_C\) er temperaturen på Celsius-skalaen, målt i \([°C]\)
\(T_F\) er temperaturen på Fahrenheit-skalaen, målt i \([°F ]\)
\(T_K\) er temperaturen på Kelvin-skalaen, målt i \([K]\)
→ Videolektion om konvertering mellem termometriske skalaer
Løste øvelser om termodynamikkens nullov
Spørgsmål 1
(Sailor's Apprentice) Tre kviksølvtermometre placeres i den samme væske, og når den termiske ligevægt er nået, registrerer kandidaten på Celsius-skalaen 45ºC. Hvilke værdier skal termometre, der er gradueret i henholdsvis Kelvin- og Fahrenheit-skalaerne?
a) 218 K og 113 °F
b) 318 K og 113ºF
c) 318 K og 223 °F
d) 588 K og 313ºF
e) 628 K og 423 °F
Løsning:
Alternativ B. Lad os først konvertere temperaturen i Celsius-skalaen til temperaturen i Kelvin-skalaen ved hjælp af formlen, der relaterer dem:
\(\frac{T_C}5=\frac{T_K-273}5\)
\(TC=TK-273\)
\(45=TK-273\)
\(TK=273+45\)
\(TK=318\ K\)
Derefter konverterer vi temperaturen i Celsius-skalaen til temperaturen i Fahrenheit-skalaen ved hjælp af formlen, der relaterer dem:
\(\frac{T_C}5=\frac{T_F-32}9\)
\(\frac{45}5=\frac{T_F-32}9\)
\(9=\frac{T_F-32}9\)
\(9\cdot9=TF-32\)
\(81=TF-32\)
\(TF=81+32\)
\(TF=113\ ℉\)
spørgsmål 2
(UERJ) Overvej fire objekter A, B, C og D. Det blev observeret, at A og B er i termisk ligevægt med hinanden. Samme for C og D. A og C er dog ikke i termisk ligevægt med hinanden. Det kan konkluderes, at:
a) B og D har samme temperatur.
b) B og D kan være i termisk ligevægt, men det kan de heller ikke være.
c) B og D kan ikke have samme temperatur.
d) Termodynamikkens nulte lov gælder ikke i dette tilfælde, fordi der er mere end tre objekter.
e) A, B, C og D har samme temperatur.
Løsning:
Alternativ C. Da legeme A og B er i termisk ligevægt, er legeme C og D også i ligevægt, men legeme A og C er det ikke. i termisk ligevægt, så kan legemerne B og D ifølge termodynamikkens nulte lov ikke være i ligevægt termisk.
Af Pamella Raphaella Melo
Fysiklærer
Vil du referere til denne tekst i et skole- eller akademisk arbejde? Se:
MELO, Pamela Raphaella. "Law Zero of Thermodynamics"; Brasilien skole. Tilgængelig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lei-zero-da-termodinamica.htm. Tilgået den 4. august 2023.
Kender du konverteringsligningen mellem termometriske skalaer? Ved du, hvordan et termometer er bygget op? Klik her for at se dette og meget mere!
Et systems entropi er intet andet end et mål for dets grad af desorganisering. Det er muligt at formulere den anden lov ud fra begrebet entropi.
Klik og lær om de tre termometriske skalaer, der bruges til at bestemme en temperatur, og lær, hvordan du konverterer en skala til en anden.
Få adgang til teksten og lær definitionen af termodynamikkens første lov, se hvilke formler der bruges af denne lov, og tjek løste øvelser om emnet.
Klik for at forstå alt om termodynamikkens tredje lov. Tjek her, hvad det er, dets formel, dets anvendelse, hvordan det opstod og meget mere.
Cringe
Slangen tilpasset fra engelsk bruges til at betegne en person, der ses som tarvelig, skamfuld, forældet og ude af mode.
Neurodiversitet
Et udtryk opfundet af Judy Singer, det bruges til at beskrive de mange forskellige måder, det menneskelige sind opfører sig på.
PL af Fake News
Også kendt som PL2660, er det et lovforslag, der etablerer mekanismer til regulering af sociale netværk i Brasilien.
