A Termodünaamika nullseadus on seadus, mis tegi koostööd suuruse kontseptualiseerimisel temperatuuri ja termomeetrite väljatöötamisel, tuginedes tema uuringutele termiline tasakaal erinevate kehade vahel.
Loe ka: Mis on soojus?
O Mida ütleb termodünaamika nullseadus?
Termodünaamika nullseadus on seadus, mis on selle aluseks Termodünaamika füüsikalise suuruse temperatuuri määratlusele kaasaaitamiseks, mis on oluline selle mõistmiseks esiteks ja termodünaamika teine seadus. Seetõttu ja kuna selle väljatöötamine oli hilisem kui kaks esimest seadust, nimetas füüsik Ralph H selle seaduseks null. Fowler (1889-1944).
Ta võib öelda järgmiselt:
"Kui kaks keha A ja B on eraldi termilises tasakaalus kolmanda kehaga, siis A ja B on üksteisega termilises tasakaalus."
Sellest nulliseaduse väitest on võimalik aru saada, et kui kahel kehal on sama temperatuur kui kolmandal keha, siis on kõigil sama temperatuur, olles siis termilises tasakaalus, kus soojusvoogu ühest kehast teise ei toimu. muud.
Mille jaoks on termodünaamika nullseadus?
Termodünaamika nullseadus on oluline, kuna see määratleb füüsiline kogus temperatuuri, mis võimaldas toota termomeetreid. Seda võib täheldada olukordades, mis viitavad kehadevahelisele termilisele tasakaalule, näiteks: erinevatel temperatuuridel vee segamisel toimub soojusvahetus kuni veed saavutavad sama temperatuuri ning kõrgema või külmema temperatuuriga vette sattudes harjub keha lühikese ajaga temperatuuriga ära tänu veevahetustele. soojust.
Termodünaamika ja termomeetrite nullseadus
Termodünaamika nullseadus aitas kaasa arengule termomeetrid, mis on seadmed, mida kasutatakse mis tahes keha temperatuuri mõõtmiseks, olgu see siis elus või mitte.
Praegu on kolme tüüpi termomeetreid, mis erinevad oma koostise ja toimimise poolest:
analoogid: ühendid elavhõbe;
Digitaalne: moodustub otsa elektroonilisest komponendist, mis on temperatuuritundlik;
infrapuna digitaalne: moodustatud infrapunaandurite abil, need mõõdavad temperatuuri ilma kehasid puudutamata.
Loe ka: Mis vahe on temperatuuri ja kuumuse vahel?
Mis on termomeetrilised kaalud?
Et termomeetrilised kaaludon temperatuuride esitused erinevates skaalades, enim kasutatud on Celsiuse, Fahrenheiti ja Kelvini skaala. Allpool on võrdlus nende termomeetriliste skaalade ekvivalentsete temperatuuride väärtuste vahel:
Temperatuuri ekvivalentsuse leidmiseks erinevatel termomeetrilistel skaaladel tuleb temperatuuride mõõdetud väärtused on märgitud vee keemis- ja sulamistemperatuurid ning võrreldakse kolmanda punktiga, mille kohta soovitakse teada temperatuuri. Selle eest, ta olitöötas välja erinevate termomeetriliste skaalade vahelise võrdsuse valemi:
\(\frac{T_C}5=\frac{T_F-32}9=\frac{T_K-273}5\)
\(T_C\) on temperatuur Celsiuse skaalal, mõõdetuna \([°C]\)
\(T_F\) on temperatuur Fahrenheiti skaalal, mõõdetuna \([°F ]\)
\(T_K\) on temperatuur Kelvini skaalal, mõõdetuna \([K]\)
→ Videotund termomeetriliste skaalade vahel teisendamiseks
Lahendas harjutusi termodünaamika nullseadusest
küsimus 1
(Sailor's Apprentice) Kolm elavhõbedatermomeetrit asetatakse samasse vedelikku ja termilise tasakaalu saavutamisel registreerib Celsiuse skaala gradient 45ºC. Milliseid väärtusi peaksid registreerima vastavalt Kelvini ja Fahrenheiti skaalal astmelised termomeetrid?
a) 218 K ja 113 °F
b) 318 K ja 113 ºF
c) 318 K ja 223 °F
d) 588 K ja 313ºF
e) 628 K ja 423 °F
Resolutsioon:
Alternatiiv B. Esiteks teisendame Celsiuse skaalal oleva temperatuuri Kelvini skaala temperatuuriks, kasutades neid seostavat valemit:
\(\frac{T_C}5=\frac{T_K-273}5\)
\(TC=TK-273\)
\(45=TK-273\)
\(TK=273+45\)
\(TK=318\ K\)
Seejärel teisendame Celsiuse skaalal oleva temperatuuri Fahrenheiti skaalal olevaks temperatuuriks, kasutades neid seostavat valemit:
\(\frac{T_C}5=\frac{T_F-32}9\)
\(\frac{45}5=\frac{T_F-32}9\)
\(9=\frac{T_F-32}9\)
\(9\cdot9=TF-32\)
\(81=TF-32\)
\(TF=81+32\)
\(TF=113\ ℉\)
küsimus 2
(UERJ) Vaatleme nelja objekti A, B, C ja D. Täheldati, et A ja B on omavahel termilises tasakaalus. Sama C ja D puhul. Kuid A ja C ei ole üksteisega termilises tasakaalus. Sellest võib järeldada, et:
a) B ja D on samal temperatuuril.
b) B ja D võivad olla termilises tasakaalus, kuid võivad ka mitte olla.
c) B ja D ei saa olla samal temperatuuril.
d) Termodünaamika nullseadus ei kehti sel juhul, kuna objekte on rohkem kui kolm.
e) A, B, C ja D on samal temperatuuril.
Resolutsioon:
Alternatiiv C. Kuna kehad A ja B on termilises tasakaalus, siis on ka kehad C ja D tasakaalus, kuid kehad A ja C mitte. termilises tasakaalus, siis vastavalt termodünaamika nullseadusele ei saa kehad B ja D olla tasakaalus soojus.
Autor: Pamella Raphaella Melo
Füüsika õpetaja
Allikas: Brasiilia kool - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lei-zero-da-termodinamica.htm