A Termodynamiikan nollaslaki on laki, joka teki yhteistyötä suuruuden käsitteellistämisessä lämpötila ja lämpömittareiden kehittämisessä, perustuen hänen tutkimuksiinsa lämpötasapaino eri elinten välillä.
Lue myös: Mitä lämpö on?
O Mitä termodynamiikan nollaslaki sanoo?
Termodynamiikan nollaslaki on laki, joka on taustalla Termodynamiikka fyysisen suuren lämpötilan määrittelyyn osallistumiseksi, mikä on olennaista ymmärtääksesi ensimmäinen ja termodynamiikan toinen laki. Tämän vuoksi ja koska sen kehitys oli kahta ensimmäistä lakia myöhempää, fyysikko Ralph H antoi sille nimen Nollalaki. Fowler (1889-1944).
Hän voidaan ilmaista näin:
"Jos kaksi kappaletta A ja B ovat erikseen lämpötasapainossa kolmannen kappaleen kanssa, niin A ja B ovat lämpötasapainossa keskenään."
Tästä nollan lain lausunnosta on mahdollista ymmärtää, että jos kahdella kappaleella on sama lämpötila kuin kolmannella Silloin kaikilla on sama lämpötila, jolloin he ovat lämpötasapainossa, jossa lämpöä ei kulje kehosta toiseen. muu.
Mitä varten termodynamiikan nollaslaki on tarkoitettu?
Termodynamiikan nollaslaki on tärkeä, koska se määrittelee fyysinen määrä lämpötila, mikä mahdollisti lämpömittareiden valmistuksen. Se voidaan havaita tilanteissa, jotka viittaavat kappaleiden väliseen lämpötasapainoon, esimerkiksi: kun sekoitetaan vettä eri lämpötiloissa, tapahtuu lämmönvaihtoa, kunnes vedet saavuttavat saman lämpötilan, ja korkeamman tai kylmemmän lämpötilan veteen joutuessaan keho tottuu lyhyessä ajassa lämpötilaan vaihtojen seurauksena. lämpöä.
Termodynamiikan nollaslaki ja lämpömittarit
Termodynamiikan nollaslaki vaikutti kehitykseen lämpömittarit, jotka ovat laitteita, joita käytetään minkä tahansa kehon lämpötilan mittaamiseen riippumatta siitä, elävät tai eivät.
Tällä hetkellä on olemassa kolmen tyyppisiä lämpömittareita, jotka vaihtelevat rakenteeltaan ja toiminnaltaan:
analogit: yhdisteet Merkurius;
Digitaalinen: muodostuu kärjen elektronisesta komponentista, joka on lämpötilaherkkä;
infrapuna digitaalinen: muodostuu infrapuna-antureista, ne mittaavat lämpötilan ilman tarvetta koskea kehoihin.
Lue myös: Mikä on ero lämpötilan ja lämmön välillä?
Mitä ovat lämpömittarit?
Kohteeseen lämpömittaritovat lämpötilojen esityksiä eri asteikoilla, joista eniten käytetään Celsius-, Fahrenheit- ja Kelvin-asteikkoja. Alla on vertailu vastaavien lämpötilojen arvojen välillä näissä lämpömittausasteikoissa:
Lämpötilan vastaavuuden löytämiseksi eri lämpömitta-asteikoilla mitatut lämpötilojen arvot veden kiehumis- ja sulamispisteet on merkitty ja niitä verrataan kolmanteen pisteeseen, josta halutaan tietää lämpötila. Sen vuoksi, hän olikehitti tasa-arvokaavan eri lämpömittausasteikkojen välille:
\(\frac{T_C}5=\frac{T_F-32}9=\frac{T_K-273}5\)
\(T_C\) on lämpötila Celsius-asteikolla mitattuna \([°C]\)
\(T_F\) on lämpötila Fahrenheitin asteikolla mitattuna \([°F ]\)
\(T_K\) on lämpötila Kelvin-asteikolla mitattuna \([K]\)
→ Videotunti lämpömittausasteikkojen muuntamisesta
Ratkaistiin harjoituksia termodynamiikan nollannesta laista
Kysymys 1
(Sailor's Apprentice) Kolme elohopealämpömittaria asetetaan samaan nesteeseen ja lämpötasapainon saavuttaessa Celsius-asteikon asteikolla on 45 ºC. Mitä arvoja Kelvin- ja Fahrenheit-asteikoilla mittaavien lämpömittareiden pitäisi tallentaa?
a) 218 K ja 113 °F
b) 318 K ja 113 ºF
c) 318 K ja 223 °F
d) 588 K ja 313 ºF
e) 628 K ja 423 °F
Resoluutio:
Vaihtoehto B. Muunnetaan ensin Celsius-asteikon lämpötila Kelvin-asteikon lämpötilaksi niitä yhdistävän kaavan avulla:
\(\frac{T_C}5=\frac{T_K-273}5\)
\(TC=TK-273\)
\(45=TK-273\)
\(TK=273+45\)
\(TK=318\ K\)
Sitten muunnetaan Celsius-asteikon lämpötila Fahrenheit-asteikon lämpötilaksi käyttämällä kaavaa, joka liittyy niihin:
\(\frac{T_C}5=\frac{T_F-32}9\)
\(\frac{45}5=\frac{T_F-32}9\)
\(9=\frac{T_F-32}9\)
\(9\cdot9=TF-32\)
\(81=TF-32\)
\(TF=81+32\)
\(TF=113\ ℉\)
kysymys 2
(UERJ) Tarkastellaan neljää kohdetta A, B, C ja D. Havaittiin, että A ja B ovat lämpötasapainossa keskenään. Sama C: lle ja D: lle. A ja C eivät kuitenkaan ole lämpötasapainossa keskenään. Siitä voidaan päätellä, että:
a) B ja D ovat samassa lämpötilassa.
b) B ja D voivat olla termisessä tasapainossa, mutta eivät myöskään.
c) B ja D eivät voi olla samassa lämpötilassa.
d) Termodynamiikan nollasääntö ei päde tässä tapauksessa, koska kohteita on enemmän kuin kolme.
e) A, B, C ja D ovat samassa lämpötilassa.
Resoluutio:
Vaihtoehto C. Koska kappaleet A ja B ovat lämpötasapainossa, myös kappaleet C ja D ovat tasapainossa, mutta kappaleet A ja C eivät. termisessä tasapainossa, niin termodynamiikan nollannen lain mukaan kappaleet B ja D eivät voi olla tasapainossa lämpö.
Kirjailija: Pamella Raphaella Melo
Fysiikan opettaja
Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lei-zero-da-termodinamica.htm