ก กฎศูนย์ของอุณหพลศาสตร์ เป็นกฎหมายที่ร่วมมือกันสร้างแนวคิดเรื่องความยิ่งใหญ่ อุณหภูมิ และในการพัฒนาเทอร์โมมิเตอร์จากการศึกษาของเขาเกี่ยวกับ สมดุลความร้อน ระหว่างร่างกายที่แตกต่างกัน
อ่านด้วย: ความร้อนคืออะไร?
อ กฎ Zeroth ของอุณหพลศาสตร์พูดว่าอย่างไร?
กฎศูนย์ของอุณหพลศาสตร์เป็นกฎที่อยู่ภายใต้ อุณหพลศาสตร์ เพื่อสนับสนุนคำจำกัดความของอุณหภูมิ ปริมาณทางกายภาพ ซึ่งจำเป็นต่อการทำความเข้าใจ อันดับแรก และกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ ด้วยเหตุนี้และเนื่องจากการพัฒนาของมันช้ากว่ากฎสองข้อแรก นักฟิสิกส์ Ralph H. จึงตั้งชื่อมันว่า Law Zero ฟาวเลอร์ (2432-2487)
เธอ สามารถระบุเป็น:
“ถ้าวัตถุ A และ B สองตัวแยกกันอยู่ในสภาวะสมดุลทางความร้อนกับวัตถุที่สาม ดังนั้น A และ B ก็จะอยู่ในสภาวะสมดุลทางความร้อนซึ่งกันและกัน”
จากข้อความของกฎ Zeroth นี้ เป็นไปได้ที่จะเข้าใจว่าหากวัตถุสองชิ้นมีอุณหภูมิเท่ากันกับหนึ่งในสาม ร่างกายทุกคนจะมีอุณหภูมิเท่ากัน แล้วอยู่ในสมดุลทางความร้อน คือไม่มีความร้อนถ่ายเทจากร่างกายหนึ่งไปยังอีกร่างกายหนึ่ง อื่น.
กฎศูนย์ของอุณหพลศาสตร์มีไว้เพื่ออะไร?
กฎศูนย์ของอุณหพลศาสตร์มีความสำคัญเพราะมัน กำหนด
ปริมาณทางกายภาพ อุณหภูมิซึ่งทำให้สามารถผลิตเทอร์โมมิเตอร์ได้ สังเกตได้จากสถานการณ์ที่กล่าวถึงความสมดุลทางความร้อนระหว่างร่างกาย เช่น เมื่อผสมน้ำที่อุณหภูมิต่างๆ กัน จะมีการแลกเปลี่ยนความร้อนจนเกิด น้ำจะมีอุณหภูมิเท่ากัน และเมื่อลงน้ำที่มีอุณหภูมิสูงกว่าหรือเย็นกว่า ในเวลาอันสั้น ร่างกายจะชินกับอุณหภูมิดังกล่าว เนื่องจากมีการแลกเปลี่ยน ความร้อน.กฎศูนย์ของอุณหพลศาสตร์และเทอร์โมมิเตอร์
กฎ Zeroth ของอุณหพลศาสตร์มีส่วนช่วยในการพัฒนา เครื่องวัดอุณหภูมิซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ใช้วัดอุณหภูมิของร่างกายไม่ว่าจะมีชีวิตหรือไม่ก็ตาม
ปัจจุบันมีเทอร์โมมิเตอร์สามประเภทที่แตกต่างกันไปตามโครงสร้างและการทำงาน:
อะนาล็อก: สารประกอบของ ปรอท;
ดิจิทัล: เกิดจากชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ปลายซึ่งไวต่ออุณหภูมิ
ดิจิตอลอินฟราเรด: สร้างขึ้นจากเซ็นเซอร์อินฟราเรด วัดอุณหภูมิโดยไม่จำเป็นต้องสัมผัสร่างกาย
อ่านด้วย: อุณหภูมิกับความร้อนต่างกันอย่างไร?
เครื่องชั่งเทอร์โมเมตริกคืออะไร?
ถึง เครื่องชั่งเทอร์โมเมตริกเป็นตัวแทนของอุณหภูมิ ในสเกลต่างๆ ที่ใช้มากที่สุดคือสเกลเซลเซียส ฟาเรนไฮต์ และเคลวิน เรามีการเปรียบเทียบด้านล่างระหว่างค่าของอุณหภูมิที่เท่ากันในมาตราส่วนเทอร์โมเมตริกเหล่านี้:
หากต้องการค้นหาความเท่าเทียมกันของอุณหภูมิในระดับเทอร์โมเมตริกต่างๆ ค่าที่วัดได้ของอุณหภูมิใน จุดเดือดและจุดหลอมเหลวของน้ำถูกทำเครื่องหมายและเปรียบเทียบกับจุดที่สามที่ต้องการทราบ อุณหภูมิ. สำหรับการที่, เขาเคยเป็นพัฒนาสูตรของความเท่าเทียมกันระหว่างมาตราส่วนเทอร์โมเมตริกต่างๆ:
\(\frac{T_C}5=\frac{T_F-32}9=\frac{T_K-273}5\)
\(T_C\) คืออุณหภูมิในระดับเซลเซียส วัดเป็นหน่วย \([°C]\)
\(T_F\) คืออุณหภูมิในระดับฟาเรนไฮต์ หน่วยวัดเป็นหน่วย \([°ฟ ]\)
\(T_K\) คืออุณหภูมิในระดับเคลวิน วัดเป็นหน่วย \([K]\)
→ บทเรียนวิดีโอเกี่ยวกับการแปลงระหว่างมาตราส่วนเทอร์โมเมตริก
เฉลยแบบฝึกหัดเรื่อง Zeroth Law of Thermodynamics
คำถามที่ 1
(นักเรียนฝึกหัดของกะลาสีเรือ) เทอร์โมมิเตอร์แบบปรอทสามตัววางอยู่ในของเหลวเดียวกัน และเมื่อถึงจุดสมดุลทางความร้อน ผู้สำเร็จการศึกษาในระดับเซลเซียสจะลงทะเบียน 45ºC เทอร์โมมิเตอร์วัดระดับเคลวินและฟาเรนไฮต์ตามลำดับ ควรบันทึกค่าใด
ก) 218 K และ 113 °F
ข) 318 K และ 113ºF
ค) 318 K และ 223 °F
ง) 588 K และ 313ºF
จ) 628 K และ 423 °F
ปณิธาน:
อัลเทอร์เนทีฟบี ขั้นแรก ให้แปลงอุณหภูมิในระดับเซลเซียสเป็นอุณหภูมิในระดับเคลวินโดยใช้สูตรที่เกี่ยวข้อง:
\(\frac{T_C}5=\frac{T_K-273}5\)
\(TC=TK-273\)
\(45=TK-273\)
\(TK=273+45\)
\(TK=318\ K\)
จากนั้นเราจะแปลงอุณหภูมิในระดับเซลเซียสเป็นอุณหภูมิในระดับฟาเรนไฮต์โดยใช้สูตรที่เกี่ยวข้อง:
\(\frac{T_C}5=\frac{T_F-32}9\)
\(\frac{45}5=\frac{T_F-32}9\)
\(9=\frac{T_F-32}9\)
\(9\cdot9=TF-32\)
\(81=TF-32\)
\(TF=81+32\)
\(TF=113\ ℉\)
คำถามที่ 2
(UERJ) พิจารณาวัตถุสี่อย่าง A, B, C และ D พบว่า A และ B อยู่ในสภาวะสมดุลทางความร้อนซึ่งกันและกัน เหมือนกันสำหรับ C และ D อย่างไรก็ตาม A และ C ไม่อยู่ในสมดุลทางความร้อนซึ่งกันและกัน สรุปได้ว่า:
ก) B และ D อยู่ที่อุณหภูมิเดียวกัน
b) B และ D สามารถอยู่ในสภาวะสมดุลทางความร้อนได้ แต่ก็ไม่สามารถทำได้เช่นกัน
ค) B และ D ไม่สามารถอยู่ในอุณหภูมิเดียวกันได้
d) กฎศูนย์ของอุณหพลศาสตร์ใช้ไม่ได้ในกรณีนี้ เนื่องจากมีวัตถุมากกว่าสามชิ้น
จ) A, B, C และ D อยู่ที่อุณหภูมิเดียวกัน
ปณิธาน:
อัลเทอร์เนทีฟซี เนื่องจากวัตถุ A และ B อยู่ในสภาวะสมดุลทางความร้อน ร่างกาย C และ D จึงอยู่ในสภาวะสมดุลเช่นกัน แต่วัตถุ A และ C ไม่เป็นเช่นนั้น ในสภาวะสมดุลทางความร้อน ดังนั้นตามกฎ Zeroth ของอุณหพลศาสตร์ ร่างกาย B และ D ไม่สามารถอยู่ในสมดุลได้ ระบายความร้อน
โดย Pamella Raphaella Melo
ครูฟิสิกส์
แหล่งที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lei-zero-da-termodinamica.htm
