UN Principio zero della termodinamica è la legge che ha collaborato alla concettualizzazione della grandezza temperatura e nello sviluppo di termometri, sulla base dei suoi studi sul equilibrio termico tra corpi diversi.
Leggi anche: Cos'è il calore?
Argomenti di questo articolo
- 1 - Cosa dice la Legge Zero della Termodinamica?
- 2 - Qual è lo scopo della Legge Zero della Termodinamica?
- 3 - Principio zero della termodinamica e termometri
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4 - Cosa sono le bilance termometriche?
- → Video lezione sulla conversione tra scale termometriche
- 5 - Esercizi risolti sul Principio Zero della Termodinamica
O Cosa dice la legge zero della termodinamica?
La legge zero della termodinamica è la legge che sta alla base della Termodinamica per aver contribuito alla definizione della grandezza fisica temperatura, indispensabile per comprendere la Primo e la seconda legge della termodinamica. Per questo motivo e poiché il suo sviluppo è stato successivo alle prime due leggi, è stato chiamato Legge Zero dal fisico Ralph H. Fowler (1889-1944).
Lei si può affermare come:
“Se due corpi A e B sono separatamente in equilibrio termico con un terzo corpo, allora A e B sono in equilibrio termico tra loro.”
Da questa affermazione della Legge Zero, è possibile capire che, se due corpi hanno la stessa temperatura di un terzo corpo, allora tutti avranno la stessa temperatura, essendo quindi in equilibrio termico, in cui non c'è flusso di calore da un corpo all'altro. altro.
A cosa serve il principio zero della termodinamica?
La legge zero della termodinamica è importante perché definisce il quantità fisica temperatura, che ha reso possibile la produzione di termometri. Si può osservare in situazioni che fanno riferimento all'equilibrio termico tra corpi, ad esempio: mescolando acqua a temperature diverse si avrà scambio termico fino al le acque raggiungono la stessa temperatura, e quando si entra in un'acqua con una temperatura più alta o più fredda, in breve tempo, il corpo si abituerà alla temperatura dovuta agli scambi di Calore.
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Principio zero della termodinamica e dei termometri
La legge zero della termodinamica ha contribuito allo sviluppo di termometri, che sono dispositivi utilizzati per misurare la temperatura di qualsiasi corpo, vivente e non.
Esistono attualmente tre tipi di termometri che variano nella loro costituzione e funzionamento:
analoghi: composti di Mercurio;
Digitale: formato da un componente elettronico sulla punta sensibile alla temperatura;
digitale a infrarossi: formati da sensori a infrarossi, misurano la temperatura senza bisogno di toccare i corpi.
Leggi anche: Qual è la differenza tra temperatura e calore?
Cosa sono le scale termometriche?
Al scale termometrichesono rappresentazioni di temperature in diverse scale, le più utilizzate sono le scale Celsius, Fahrenheit e Kelvin. Abbiamo di seguito un confronto tra i valori delle temperature equivalenti in queste scale termometriche:
Per trovare l'equivalenza di temperatura su diverse scale termometriche, i valori misurati delle temperature nel i punti di ebollizione e di fusione dell'acqua sono contrassegnati e confrontati con un terzo punto di cui si vuole conoscere il temperatura. Per quello, è statosviluppò la formula di uguaglianza tra le diverse scale termometriche:
\(\frac{T_C}5=\frac{T_F-32}9=\frac{T_K-273}5\)
\(T_C\) è la temperatura sulla scala Celsius, misurata in \([°C]\)
\(T_F\) è la temperatura sulla scala Fahrenheit, misurata in \([°C]\)
\(T_K\) è la temperatura sulla scala Kelvin, misurata in \([K]\)
→ Video lezione sulla conversione tra scale termometriche
Esercizi risolti sul Principio Zero della Termodinamica
domanda 1
(Apprendista marinaio) Tre termometri a mercurio vengono posti nello stesso liquido e, raggiunto l'equilibrio termico, il graduato sulla scala Celsius registra 45ºC. Quali valori dovrebbero registrare i termometri graduati rispettivamente nelle scale Kelvin e Fahrenheit?
a) 218 K e 113 °F
b) 318 K e 113ºF
c) 318 K e 223 °F
d) 588 K e 313ºF
e) 628 K e 423 °F
Risoluzione:
Alternativa B. Per prima cosa, convertiamo la temperatura nella scala Celsius alla temperatura nella scala Kelvin usando la formula che li mette in relazione:
\(\frac{T_C}5=\frac{T_K-273}5\)
\(TC=TK-273\)
\(45=TK-273\)
\(ST=273+45\)
\(TK=318\ K\)
Quindi, convertiremo la temperatura nella scala Celsius alla temperatura nella scala Fahrenheit, usando la formula che li mette in relazione:
\(\frac{T_C}5=\frac{T_F-32}9\)
\(\frac{45}5=\frac{T_F-32}9\)
\(9=\frac{T_F-32}9\)
\(9\cdot9=TF-32\)
\(81=TF-32\)
\(TF=81+32\)
\(TF=113\ ℉\)
Domanda 2
(UERJ) Consideriamo quattro oggetti A, B, C e D. È stato osservato che A e B sono in equilibrio termico tra loro. Stessa cosa per C e D. Tuttavia, A e C non sono in equilibrio termico tra loro. Si può concludere che:
a) B e D sono alla stessa temperatura.
b) B e D possono essere in equilibrio termico, ma possono anche non esserlo.
c) B e D non possono essere alla stessa temperatura.
d) La legge zero della termodinamica non si applica in questo caso, perché ci sono più di tre oggetti.
e) A, B, C e D sono alla stessa temperatura.
Risoluzione:
Alternativa C. Poiché i corpi A e B sono in equilibrio termico, anche i corpi C e D sono in equilibrio, ma i corpi A e C non lo sono. in equilibrio termico, quindi, secondo la Legge Zero della Termodinamica, i corpi B e D non possono essere in equilibrio termico.
Di Pamella Raffaella Melo
Insegnante di Fisica
Vorresti fare riferimento a questo testo in un lavoro scolastico o accademico? Aspetto:
MELO, Pamela Raffaella. "Legge zero della termodinamica"; Scuola Brasile. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lei-zero-da-termodinamica.htm. Accesso effettuato il 4 agosto 2023.
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