A Legea zero a termodinamicii este legea care a colaborat la conceptualizarea măreţiei temperatura și în dezvoltarea termometrelor, pe baza studiilor sale asupra echilibru termic între diferite corpuri.
Citeste si: Ce este căldura?
O Ce spune Legea zero a termodinamicii?
Legea zero a termodinamicii este legea care stă la baza Termodinamica pentru a contribui la definirea mărimii fizice temperatură, care este esențială pentru înțelegerea primul iar cele doua legi ale termodinamicii. Din această cauză și pentru că dezvoltarea sa a fost mai târziu decât primele două legi, a fost numită Legea Zero de către fizicianul Ralph H. Fowler (1889-1944).
Ea poate fi afirmat ca:
„Dacă două corpuri A și B sunt separat în echilibru termic cu un al treilea corp, atunci A și B sunt în echilibru termic unul cu celălalt.”
Din această afirmație a Legii zero, este posibil să înțelegem că, dacă două corpuri au aceeași temperatură ca un al treilea corp, atunci toți vor avea aceeași temperatură, fiind atunci în echilibru termic, în care nu există flux de căldură de la un corp la altul. alte.
Pentru ce este legea zero a termodinamicii?
Legea zero a termodinamicii este importantă pentru că defineste cantitate fizica temperatura, ceea ce a făcut posibilă fabricarea termometrelor. Se poate observa în situații care se referă la echilibrul termic între corpuri, de exemplu: la amestecarea apei la diferite temperaturi, va avea loc schimb de căldură până la apele ajung la aceeasi temperatura, iar la intrarea intr-o apa cu o temperatura mai mare sau mai rece, in scurt timp, organismul se va obisnui cu temperatura datorita schimburilor de căldură.
Legea zero a termodinamicii și a termometrelor
Legea zero a termodinamicii a contribuit la dezvoltarea termometre, care sunt aparate folosite pentru a măsura temperatura oricărui corp, viu sau nu.
În prezent, există trei tipuri de termometre care variază în ceea ce privește constituția și funcționarea:
analogi: compuși ai Mercur;
Digital: format dintr-o componentă electronică pe vârf care este sensibilă la temperatură;
digital infrarosu: formate din senzori infrarosii, masoara temperatura fara a fi nevoie sa atinga corpurile.
Citeste si: Care este diferența dintre temperatură și căldură?
Ce sunt cântarele termometrice?
La cântare termometricesunt reprezentări ale temperaturilor în diferite scări, cele mai utilizate fiind scările Celsius, Fahrenheit și Kelvin. Avem mai jos o comparație între valorile temperaturilor echivalente din aceste scale termometrice:
Pentru a găsi echivalența temperaturii pe diferite scale termometrice, valorile măsurate ale temperaturilor în punctele de fierbere și de topire ale apei sunt marcate și comparate cu un al treilea punct din care se dorește să se cunoască temperatura. Pentru asta, el a fosta dezvoltat formula egalității între diferitele scale termometrice:
\(\frac{T_C}5=\frac{T_F-32}9=\frac{T_K-273}5\)
\(T_C\) este temperatura pe scara Celsius, măsurată în \([°C]\)
\(T_F\) este temperatura pe scara Fahrenheit, măsurată în \([°F ]\)
\(T_K\) este temperatura pe scara Kelvin, măsurată în \([K]\)
→ Lecție video despre conversia între cântare termometrice
Exerciții rezolvate despre Legea zero a termodinamicii
intrebarea 1
(Ucenicul marinarului) Trei termometre cu mercur sunt puse în același lichid și, ajungând la echilibrul termic, absolventul pe scara Celsius înregistrează 45ºC. Termometrele gradate pe scara Kelvin, respectiv Fahrenheit, ar trebui să înregistreze ce valori?
a) 218 K și 113 °F
b) 318 K și 113ºF
c) 318 K și 223 °F
d) 588 K și 313ºF
e) 628 K și 423 °F
Rezoluţie:
Alternativa B. Mai întâi, să convertim temperatura de pe scara Celsius la temperatura de pe scara Kelvin folosind formula care le raportează:
\(\frac{T_C}5=\frac{T_K-273}5\)
\(TC=TK-273\)
\(45=TK-273\)
\(TK=273+45\)
\(TK=318\K\)
Apoi, vom converti temperatura din scara Celsius în temperatura din scara Fahrenheit, folosind formula care le raportează:
\(\frac{T_C}5=\frac{T_F-32}9\)
\(\frac{45}5=\frac{T_F-32}9\)
\(9=\frac{T_F-32}9\)
\(9\cdot9=TF-32\)
\(81=TF-32\)
\(TF=81+32\)
\(TF=113\ ℉\)
intrebarea 2
(UERJ) Luați în considerare patru obiecte A, B, C și D. S-a observat că A și B sunt în echilibru termic unul cu celălalt. Același lucru pentru C și D. Cu toate acestea, A și C nu sunt în echilibru termic unul cu celălalt. Se poate concluziona că:
a) B și D sunt la aceeași temperatură.
b) B și D pot fi în echilibru termic, dar nici nu pot fi.
c) B și D nu pot fi la aceeași temperatură.
d) Legea zero a termodinamicii nu se aplică în acest caz, deoarece există mai mult de trei obiecte.
e) A, B, C și D sunt la aceeași temperatură.
Rezoluţie:
Alternativa C. Deoarece corpurile A și B sunt în echilibru termic, corpurile C și D sunt de asemenea în echilibru, dar corpurile A și C nu sunt. în echilibru termic, atunci, conform Legii zero a termodinamicii, corpurile B și D nu pot fi în echilibru termic.
De Pamella Raphaella Melo
Profesor de fizică
Sursă: Brazilia școală - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lei-zero-da-termodinamica.htm