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.
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:
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
