热力学第零定律出现在其他定律之后,尽管它更基本

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什么是热力学第零定律?

你有没有想过为什么水的冰点温度是0摄氏度,而沸点温度是100摄氏度?温度被认为是热力学区别于其他科学的特性。正是根据温度的性质,我们才能区分物体的冷热。热力学第零定律是测量温度和设定温度刻度的基础。

简单地说,热力学第零定律说:“当两个物体分别与第三个物体处于热平衡状态时,这两个物体彼此之间也处于热平衡状态。”例如物体A与物体C处于热平衡,物体B与物体C也处于热平衡,那么根据热力学第零定律,物体A和物体B彼此也处于热平衡。虽然热平衡与热平衡有关,但我们可以认为热平衡与温度有关,因为热量取决于物体的温度。通俗地说,当两个物体的温度等于第三个物体时这两个物体的温度也相等。

热力学第零定律的重要性

这条法律看起来很容易理解,也很符合逻辑,这可能会让人怀疑为什么它这么重要,因为它只是一个合乎逻辑的事实。在实际应用中,已经根据这一规律确定了温标。为了测量物体的温度,需要一些参考物体和物体的一些随温度变化的特性。人体特征随温度的变化可以作为温度变化的指示。

所选择的随温度变化的特性称为测温特性,作为参照物的物体称为温度计。你们都知道普通的温度计是由毛细管中的水银组成的。在这种情况下,汞是参照物。当汞的温度变化时,它的体积也会变化,这个性质即体积的变化被用作测温性质。

温标是如何标记的?

现在,让我们回到水的冰点和沸点温度。为了标记0到100摄氏度的温度以及在这个范围内的其他温度,将含有水银的温度计的头端浸入水中。随着水温的变化,毛细血管内的汞含量会上升或下降。起初,水的温度降低了,所以毛细管中的汞含量也下降了。水变成冰的那一点被称为水的冰点温度,在这个温度下得到的汞含量被标记为零摄氏度。

然后,水的温度逐渐升高,在某个特定的温度开始沸腾,这个温度被称为水的沸点温度,在这个温度下的汞含量被标记为100摄氏度。此后,所有其他温度都标记在0到100摄氏度之间的等距上。这就是如何设定0摄氏度为冰点,100摄氏度为沸点,以及其他温度。

第零定律很容易理解,人们可能会低估它的重要性,但正是这一定律为我们测量诸如温度这样的重要性质提供了重要的基础。事实上,我们可以说温度计是热力学第零定律的礼物。

第零定律是热力学的重要组成部分

热力学的科学研究是基于萨迪卡诺.它的各种定律包括:热力学第一定律热力学第二定律热力学第三定律以及热力学第零定律。热力学是机械工程研究的一个重要学科领域。热力学的许多应用,如冰箱、空调、汽车、飞机、船舶等,都是在机械工程中研究的。