Nultý zákon termodynamiky: čo hovorí, cvičenia

A Nultý zákon termodynamiky je zákon, ktorý spolupracoval na konceptualizácii veľkosti teplota a vo vývoji teplomerov, na základe jeho štúdií o tepelná bilancia medzi rôznymi telami.

Prečítajte si tiež: čo je teplo?

O Čo hovorí nultý zákon termodynamiky?

Nultý zákon termodynamiky je zákon, ktorý je základom Termodynamika za príspevok k definícii fyzikálnej veličiny teplota, ktorá je nevyhnutná na pochopenie najprv a druhý zákon termodynamiky. Z tohto dôvodu a pretože jeho vývoj bol neskorší ako prvé dva zákony, fyzik Ralph H. ho pomenoval Zákon nula. Fowler (1889-1944).

Ona možno uviesť ako:

"Ak sú dve telesá A a B oddelene v tepelnej rovnováhe s tretím telesom, potom A a B sú v tepelnej rovnováhe navzájom."

Z tohto výroku nultého zákona je možné pochopiť, že ak dve telesá majú rovnakú teplotu ako tretie telesa, potom bude mať každý rovnakú teplotu, potom bude v tepelnej rovnováhe, v ktorej nedochádza k tepelnému toku z jedného telesa do druhého. iné.

Na čo slúži nulový zákon termodynamiky?

Nultý zákon termodynamiky je dôležitý, pretože

definuje fyzikálne množstvo teplota, ktorý umožnil výrobu teplomerov. Dá sa pozorovať v situáciách, ktoré sa týkajú tepelnej rovnováhy medzi telesami, napríklad: pri zmiešaní vody pri rôznych teplotách dôjde k výmene tepla, kým vody dosahujú rovnakú teplotu a pri vstupe do vody s vyššou alebo chladnejšou teplotou si telo v krátkom čase zvykne na teplotu v dôsledku výmeny teplo.

Nultý zákon termodynamiky a teplomerov

Nultý zákon termodynamiky prispel k rozvoju teplomery, čo sú zariadenia používané na meranie teploty akéhokoľvek telesa, živého alebo nie.

Rôzne formáty a modely teplomerov.
Rôzne formáty a modely teplomerov.

V súčasnosti existujú tri typy teplomerov, ktoré sa líšia svojim zložením a fungovaním:

  • analógy: zlúčeniny z Merkúr;

  • digitálny: tvorený elektronickým komponentom na hrote, ktorý je citlivý na teplotu;

  • infračervený digitálny: tvorené infračervenými senzormi, merajú teplotu bez potreby dotýkať sa tiel.

Prečítajte si tiež: Aký je rozdiel medzi teplotou a teplom?

Čo sú to termometrické váhy?

K termometrické váhysú znázornenia teplôt v rôznych mierkach, pričom najpoužívanejšie sú stupnice Celsia, Fahrenheita a Kelvina. Nižšie uvádzame porovnanie medzi hodnotami ekvivalentných teplôt v týchto termometrických mierkach:

 Porovnanie medzi Kelvinovými, Celziovými a Fahrenheitovými termometrickými stupnicami.
 Porovnanie medzi Kelvinovými, Celziovými a Fahrenheitovými termometrickými stupnicami.

Na nájdenie teplotnej ekvivalencie na rôznych termometrických stupňoch sú namerané hodnoty teplôt v body varu a topenia vody sú označené a porovnávané s tretím bodom, o ktorom chceme vedieť teplota. Pre to, bolvyvinuli vzorec rovnosti medzi rôznymi termometrickými stupnicami:

\(\frac{T_C}5=\frac{T_F-32}9=\frac{T_K-273}5\)

  • \(T_C\) je teplota na stupnici Celzia, meraná v \([°C]\)

  • \(T_F\) je teplota na Fahrenheitovej stupnici, meraná v \([°F ]\)

  • \(T_K\) je teplota na Kelvinovej stupnici, meraná v \([K]\)

Video lekcia o prevode medzi termometrickými stupnicami

Vyriešené cvičenia z nultého zákona termodynamiky

Otázka 1

(Sailor's Apprentice) Tri ortuťové teplomery sa umiestnia do tej istej kvapaliny a po dosiahnutí tepelnej rovnováhy stupnica na stupnici Celzia zaznamená 45 °C. Aké hodnoty by mali zaznamenávať teplomery odstupňované v Kelvinovej a Fahrenheitovej stupnici?

a) 218 ​​K a 113 °F

b) 318 K a 113 °F

c) 318 K a 223 °F

d) 588 K a 313 °F

e) 628 K a 423 °F

Rozhodnutie:

Alternatíva B. Najprv preveďme teplotu v Celziovej stupnici na teplotu v Kelvinovej stupnici pomocou vzorca, ktorý ich spája:

\(\frac{T_C}5=\frac{T_K-273}5\)

\(TC=TK-273\)

\(45=TK-273\)

\(TK=273+45\)

\(TK=318\ K\)

Potom prevedieme teplotu v Celziovej stupnici na teplotu vo Fahrenheitovej stupnici pomocou vzorca, ktorý ich spája:

\(\frac{T_C}5=\frac{T_F-32}9\)

\(\frac{45}5=\frac{T_F-32}9\)

\(9=\frac{T_F-32}9\)

\(9\cdot9=TF-32\)

\(81=TF-32\)

\(TF=81+32\)

\(TF=113\ ℉\)

otázka 2

(UERJ) Zvážte štyri objekty A, B, C a D. Bolo pozorované, že A a B sú navzájom v tepelnej rovnováhe. To isté pre C a D. Avšak A a C nie sú navzájom v tepelnej rovnováhe. Dá sa usúdiť, že:

a) B a D majú rovnakú teplotu.

b) B a D môžu byť v tepelnej rovnováhe, ale tiež nemôžu byť.

c) B a D nemôžu mať rovnakú teplotu.

d) Nultý zákon termodynamiky v tomto prípade neplatí, pretože ide o viac ako tri objekty.

e) A, B, C a D majú rovnakú teplotu.

Rozhodnutie:

Alternatíva C. Keďže telesá A a B sú v tepelnej rovnováhe, telesá C a D sú tiež v rovnováhe, ale telesá A a C nie sú. v tepelnej rovnováhe, potom podľa nultého zákona termodynamiky telesá B a D nemôžu byť v rovnováhe tepelný.

Autor: Pamella Raphaella Melo
Učiteľ fyziky

Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lei-zero-da-termodinamica.htm

Predajne Centauro otvárajú pracovné miesta a pracovné miesta v niekoľkých regiónoch

Súťaže a stážeLojas Centauro má v krajine otvorených niekoľko výberových konaní. Výbery sa snažia...

read more

Toxické materiály doma: Zistite, ktoré položky by ste mali správne zlikvidovať

Niektorí materiálov môžu sa nám zdať neškodné, no v skutočnosti skrývajú obrovské nebezpečenstvo ...

read more

Občanom, ktorí odmietnu odpovedať na prieskum IBGE, je zaručená pokuta vo výške 12 000 R$

Od roku 2010 Brazílsky inštitút geografie a štatistiky (IBGE) nevykonáva demografické sčítanie Br...

read more