Termodynamiikan nollalaki on se, joka käsittelee kahden kehon (A ja B) ehtoja terminen tasapaino kolmannen rungon (C) kanssa.
Lämpömittari (runko A), joka on kosketuksessa lasin kanssa vettä (runko B), ja toisaalta lämpömittari, joka on kosketuksessa vettä ja jäätä sisältävän kupin (runko C) kanssa, saa saman lämpötilan.
Jos A on termisessä tasapainossa B: n kanssa ja jos A on termisessä tasapainossa C: n kanssa, niin B on termisessä tasapainossa C: n kanssa. Tämä tapahtuu, vaikka B ja C eivät ole yhteydessä toisiinsa.
Näin tapahtuu, kun laitamme kaksi eri lämpötilaa sisältävää ruumista kosketukseen. Lämpö on energiaa, joka siirtyy kehosta, jolla on korkein lämpötila, kehoon, jolla on alin lämpötila.
Kuvitellaan kuuma kuppi kahvia. Sinulla on kiire ottaa se ja sinun on sitten jäähdytettävä, jotta et polta itseäsi. Joten lisää maitoa kahviin.
Kahvin lämpötila (T1) on korkeampi kuin maidon lämpötila (T2) eli T1 > T2.
Mutta nyt meillä on kahvia maitoa, jonka lämpötila johtuu T: n kosketuksesta1 ja T
2jonkin ajan kuluttua johtaa T: hen3, mikä tarkoittaa, että se saavutti terminen tasapaino. Joten meidän on T1 > T3 > T2.Lämpötilaan vaikuttaa materiaalityyppi, josta se on valmistettu. Toisin sanoen lämpötila riippuu lämpötilasta lämmönjohtokyky, suurempia tai pienempiä eri materiaaleista.
Lämpömittarit keksittiin lämpötilan oikeaan mittaamiseen, aistien havaitseminen ei loppujen lopuksi ollut tehokasta.
Lämpötila-asteikoita on kolme: Celsius (° C), Kelvin (K) ja Fahrenheit (° F). Lisätietoja osoitteessa Lämpömittarit.
On huomattava, että termodynamiikan nollalaki postuloitiin ensimmäisten termodynamiikan lakien, Ensimmäinen termodynamiikan laki ja Toinen termodynamiikan laki.
Koska se oli välttämätöntä näiden lakien ymmärtämiseksi, se sai nimen, joka edeltää niitä.
Lue myös: Termodynamiikka ja Fysiikan kaavat.
Ratkaistut harjoitukset
1. (UNICAMP) Tehokas lämmöneristys on jatkuva haaste, joka on voitettava, jotta ihminen voi elää äärimmäisissä lämpötiloissa.
Tätä varten lämmönvaihtomekanismien täydellinen tuntemus on välttämätöntä. Jokaisessa alla kuvatuissa tilanteissa sinun on tunnistettava mukana oleva lämmönvaihtoprosessi.
I. Kotitalouksien jääkaapin hyllyt ovat onttoja verkkoja, jotka helpottavat lämpöenergian virtausta pakastimeen […]
II. Ainoa tyhjiössä tapahtuva lämmönvaihtoprosessi on […].
II. Termoksessa tyhjiö pidetään lasin kaksoisseinien välissä, jotta estetään lämmön pääsy tai pääsy [….] Läpi.
Silloin aukkojen oikeaan täyttämiseen käytetyt lämmönvaihtoprosessit ovat:
a) johtuminen, konvektio ja säteily.
b) johtuminen, säteily ja konvektio.
c) konvektio, johtuminen ja säteily.
d) konvektio, säteily ja johtuminen.
Vaihtoehto d: konvektio, säteily ja johtuminen.
2. (VUNESP-UNESP) Säilytettiin kaksi identtistä lasikuppia, jotka olivat lämpö tasapainossa huoneenlämpötilan kanssa, toistensa sisään, kuten kuvassa on esitetty.
Yksi henkilö yritti irrottaa heidät, mutta epäonnistui. Erottaakseen heidät hän päätti käyttää lämpöfysiikan tietojaan käytännössä.
Lämpöfysiikan mukaan ainoa menetelmä, joka kykenee erottamaan ne, on:
a) upota kuppi B lämpöpainotettuun veteen jääkuutioilla ja täytä kuppi A vedellä huoneenlämmössä.
b) laita kuumaa vettä (yli huoneenlämpötila) kuppiin A.
c) upota kuppi B jääveteen (huoneenlämpötilan alapuolelle) ja jätä kuppi A ilman nestettä.
d) täytä kuppi A kuumalla vedellä (huoneen lämpötilan yläpuolella) ja upota kuppi B jääveteen (huoneenlämpötilan alapuolelle).
e) Täytä kuppi A kylmällä vedellä (alle huoneenlämpötilan) ja upota kuppi B kuumaan veteen (korkeampi kuin huoneen lämpötila).
Vaihtoehto e: täytä kuppi A jäävedellä (alle huoneen lämpötilan) ja upota kuppi B kuumaan veteen (huoneen lämpötilaa korkeampi).
Katso myös: Harjoituksia termodynamiikasta
