Kas yra nulinis termodinamikos dėsnis?

Nalinratana Phiyanalinmat / EyeEm / Getty Images.

The nulinis termodinamikos dėsnis teigia, kad jei dvi sistemos yra šiluminėje pusiausvyroje su trečiąja sistema, tai pirmosios dvi sistemos taip pat yra šiluminėje pusiausvyroje viena su kita.

Pagrindiniai dalykai: nulinis termodinamikos dėsnis

• The nulinis termodinamikos dėsnis yra vienas iš keturių termodinamikos dėsnių, teigiančių, kad jei dvi sistemos yra šiluminėje pusiausvyroje su trečiąja sistema, tai jos yra šiluminėje pusiausvyroje viena su kita.
Termodinamikayra šilumos, temperatūros, darbo ir energijos santykio tyrimas.
• Dažniausiai, pusiausvyra reiškia subalansuotą būseną, kuri apskritai nesikeičia su laiku.
Šiluminė pusiausvyrareiškia situaciją, kai du objektai, galintys perduoti šilumą vienas kitam, laikui bėgant išlieka pastovios temperatūros.

Termodinamikos supratimas

Termodinamika yra šilumos ir temperatūros santykio tyrimas, dirbti -kuris atliekamas, kai a jėga taikomas objektui, tas objektas juda – ir energijos , kuris yra įvairių formų ir apibrėžiamas kaip talpa dirbti darbus. Keturi termodinamikos dėsniai apibūdinti, kaip įvairiose situacijose kinta pagrindiniai fizikiniai temperatūros, energijos ir entropijos dydžiai.

Kaip termodinamikos veikimo pavyzdys – uždėjus puodą su vandeniu ant įkaitintos viryklės puodas įkais, nes perduodama šiluma prie puodo nuo viryklės. Tai savo ruožtu priverčia vandens molekules šokinėti puode. Greitesnis šių molekulių judėjimas stebimas kaip karštesnis vanduo.

Jei viryklė nebūtų karšta, ji nebūtų perdavusi į puodą jokios šiluminės energijos; taigi vandens molekulės negalėjo pradėti judėti greičiau ir vandens puodas nebūtų įkaitęs.

Termodinamikaatsirado 19 a^thamžiuje, kai mokslininkai kūrė ir tobulino garo variklius, kurie naudoja garą, kad padėtų perkelti objektą, pavyzdžiui, traukinį.

Pusiausvyros supratimas

Dažniausiai, pusiausvyra reiškia subalansuotą būseną, kuri nesikeičia apskritai su laiku. Tai nereiškia, kad nieko nevyksta; veikiau, kad dvi įtakos ar jėgos balansuoja viena kitą.

Apsvarstykite, pavyzdžiui, svarelį, kabantį ant virvelės, pritvirtintos prie lubų. Iš pradžių jie abu yra pusiausvyroje ir styga nenutrūksta. Tačiau jei prie stygos pritvirtinamas didesnis svoris, styga bus traukiama žemyn ir galiausiai gali nutrūkti, nes jos nebebus pusiausvyros.

Šiluminė pusiausvyra

Šiluminė pusiausvyra reiškia situaciją, kai du objektai, galintys perduoti šilumą vienas kitam, laikui bėgant išlieka pastovios temperatūros. Šiluma gali būti perduodama keliais būdais, įskaitant tuos atvejus, kai objektai liečiasi vienas su kitu arba šiluma spinduliuojama iš šaltinio, pavyzdžiui, lempos ar saulės. Du objektai nėra šiluminėje pusiausvyroje, jei bendra temperatūra laikui bėgant kinta, tačiau jie gali priartėti prie šiluminės pusiausvyros, kai karštesnis objektas perduoda šilumą šaltesniam.

Apsvarstykite, pavyzdžiui, šaltesnį daiktą, liečiantį karštesnį objektą, pavyzdžiui, ledą, kuris buvo įmestas į karštą kavos puodelį. Po kurio laiko ledas (vėliau vanduo) ir kava pasieks tam tikrą temperatūrą, kuri yra tarp ledo ir kavos temperatūros. Nors pradžioje abu objektai nebuvo šiluminėje pusiausvyroje, jie metodas ir galiausiai pasiekia šiluminę pusiausvyrą, temperatūrą tarp karštos ir šaltos.

Kas yra nulinis termodinamikos dėsnis?

The nulinis termodinamikos dėsnis yra vienas iš keturių termodinamikos dėsnių, teigiančių, kad jei dvi sistemos yra šiluminėje pusiausvyroje su trečiąja sistema, tai jos yra šiluminėje pusiausvyroje viena su kita. Kaip matyti iš aukščiau pateikto skyriaus apie šiluminę pusiausvyrą, šie trys objektai priartės prie tos pačios temperatūros.

Nulinio termodinamikos dėsnio taikymai

Nulinis termodinamikos dėsnis matomas daugelyje kasdienių situacijų.

• The termometras gali būti labiausiai žinomas nulinio įstatymo pavyzdys. Pavyzdžiui, tarkime, kad jūsų miegamojo termostatas rodo 67 laipsnius pagal Farenheitą. Tai reiškia, kad termostatas yra šiluminėje pusiausvyroje su jūsų miegamuoju. Tačiau dėl nulinio termodinamikos dėsnio galima daryti prielaidą, kad tiek patalpoje, tiek kiti patalpos objektai (tarkime, sienoje kabantis laikrodis) taip pat yra 67 laipsnių pagal Farenheitą.
• Panašiai kaip aukščiau pateiktame pavyzdyje, jei paimsite stiklinę ledinio vandens ir stiklinę karšto vandens ir kelias valandas pastatysite ant virtuvės stalviršio, jie ilgainiui pasieks šiluminę pusiausvyrą su kambariu, o visi trys pasieks vienodą temperatūrą.
• Jei į šaldiklį įdedate mėsos pakuotę ir paliekate per naktį, manote, kad mėsa pasiekė tokią pačią temperatūrą kaip ir šaldiklis, ir kiti šaldiklyje esantys daiktai.