Hva er termodynamikkens nervelov?

De nul lov av termodynamikk sier at hvis to systemer begge er i termisk likevekt med et tredje system, så er de to første systemene også i termisk likevekt med hverandre.

Key Takeaways: Zeroth Law of Thermodynamics

termodynamikk er studiet av forholdet mellom varme, temperatur, arbeid—Som utføres når a makt brukt på et objekt får objektet til å bevege seg — og energi, som kommer i mange former og er definert som kapasitet å gjøre arbeid. De fire lover for termodynamikk beskrive hvordan de grunnleggende fysiske mengdene temperatur, energi og entropi endres i forskjellige situasjoner.

Som et eksempel på termodynamikk i bruk, vil en potte med vann på en oppvarmet komfyr føre til at potten blir varm fordi varme overføres til gryten fra komfyren. Dette fører igjen til at molekylene av vann spretter rundt i potten. Den raskere bevegelsen av disse molekylene blir observert som varmere vann.

Hvis komfyren ikke hadde vært varm, hadde den ikke overført noe termisk energi til gryten. Dermed kunne ikke vannmolekylene begynt å bevege seg raskere og potten med vann ville ikke ha varmet opp.

termodynamikk dukket opp i 19^th århundre, da forskere bygde og forbedret dampmaskiner, som bruker damp for å bevege et objekt som et tog.

Mest generelt, likevekt refererer til en balansert tilstand som ikke endres alt i alt med tiden. Dette betyr ikke at ingenting skjer; snarere at to påvirkninger eller krefter balanserer hverandre.

Tenk for eksempel på en vekt som henger fra en streng festet til taket. Til å begynne med er de to i likevekt med hverandre, og strengen brytes ikke. Hvis mer vekt er festet til strengen, vil imidlertid strengen bli trukket nedover og kan til slutt gå i stykker da de to ikke lenger er i likevekt.

Termisk likevekt refererer til situasjonen der to objekter som kan overføre varme til hverandre holder seg på en konstant temperatur over tid. Varme kan overføres på flere måter, inkludert hvis gjenstandene er i kontakt med hverandre eller hvis varmen utstråles fra en kilde som en lampe eller en sol. To gjenstander er ikke i termisk likevekt hvis den totale temperaturen endres med tiden, men de kan nærme seg termisk likevekt når det varmere objektet overfører varme til det kaldere.

Tenk for eksempel på en kaldere gjenstand som berører et varmere objekt - som is som har blitt sluppet ned i en varm kopp kaffe. Etter en tid vil isen (senere vann) og kaffen nå en viss temperatur som er i mellom isen og kaffen. Selv om de to objektene ikke var i termisk likevekt i begynnelsen, de nærme seg—Og når etterhvert — termisk likevekt, temperaturen mellom de varme og kalde temperaturene.

De nul lov av termodynamikk er en av de fire lovene i termodynamikk, som sier at hvis to systemer er i termisk likevekt med et tredje system, så er de i termisk likevekt med hverandre. Som det sees fra avsnittet ovenfor om termisk likevekt, vil disse tre objektene nærme seg den samme temperaturen.

Termodynamikkens null lov er å se i mange hverdagslige situasjoner.

• De termometer kan være det mest kjente eksemplet på null loven i aksjon. Si for eksempel at termostaten på soverommet ditt har 67 grader Fahrenheit. Dette betyr at termostaten er i termisk likevekt med soverommet ditt. På grunn av termodynamikkens ulige lov kan du imidlertid anta at både rommet og andre gjenstander i rommet (si en klokke som henger i veggen) også er på 67 grader Fahrenheit.
• I likhet med eksemplet ovenfor, hvis du tar et glass isvann og et glass varmt vann og legger dem på kjøkkenet benkeplaten i noen timer, vil de etter hvert nå termisk likevekt med rommet, og alle tre når det samme temperatur.
• Hvis du legger en pakke kjøtt i fryseren og legger den over natten, antar du at kjøttet har nådd samme temperatur som fryseren og de andre gjenstandene i fryseren.