Qu'est-ce que la loi Zeroth de la thermodynamique?

le loi zéro de la thermodynamique déclare que si deux systèmes sont tous deux en équilibre thermique avec un troisième système, alors les deux premiers systèmes sont également en équilibre thermique l'un avec l'autre.

Points clés: loi Zeroth de la thermodynamique

• le loi zéro de la thermodynamique est l'une des quatre lois de la thermodynamique, qui stipule que si deux systèmes sont en équilibre thermique avec un troisième système, alors ils sont en équilibre thermique l'un avec l'autre.
• Thermodynamique est l'étude de la relation entre la chaleur, la température, le travail et l'énergie.
• Plus généralement, équilibre fait référence à un état équilibré qui ne change pas globalementavec le temps.
• Équilibre thermique fait référence à la situation où deux objets qui peuvent se transférer de la chaleur restent à une température constante dans le temps.

Comprendre la thermodynamique

La thermodynamique est l'étude de la relation entre la chaleur, la température, le travail - qui est effectuée lorsqu'une force appliquée à un objet fait bouger cet objet - et l'énergie, qui se présente sous plusieurs formes et est définie comme le capacité faire du travail. Les quatre lois de la thermodynamique décrivent comment les quantités physiques fondamentales de température, d'énergie et d'entropie changent dans diverses situations.

Comme exemple de la thermodynamique en action, placer une casserole d'eau sur un poêle chauffé fera chauffer le pot parce que la chaleur est transférée dans le pot du poêle. À son tour, cela fait rebondir les molécules d'eau dans le pot. Le mouvement plus rapide de ces molécules est observé sous forme d'eau plus chaude.

Si le poêle n'avait pas été chaud, il n'aurait pas transféré d'énergie thermique dans la marmite; ainsi, les molécules d'eau n'auraient pas pu commencer à se déplacer plus rapidement et le pot d'eau ne se serait pas réchauffé.

La thermodynamique est apparue au 19^e siècle, lorsque les scientifiques construisaient et amélioraient des machines à vapeur, qui utilisent la vapeur pour aider à déplacer un objet tel qu'un train.

Comprendre l'équilibre

Plus généralement, équilibre fait référence à un état équilibré qui ne change pas global avec le temps. Cela ne signifie pas que rien ne se passe; plutôt que deux influences ou forces s'équilibrent.

Considérez, par exemple, un poids suspendu à une ficelle attachée au plafond. Au début, les deux sont en équilibre l'un avec l'autre et la chaîne ne se casse pas. Si plus de poids est attaché à la chaîne, cependant, la chaîne sera tirée vers le bas et pourra éventuellement se casser car les deux ne sont plus en équilibre.

Équilibre thermique

Équilibre thermique fait référence à la situation où deux objets qui peuvent se transférer de la chaleur restent à une température constante dans le temps. La chaleur peut être transférée de plusieurs façons, y compris si les objets sont en contact les uns avec les autres ou si la chaleur est rayonnée par une source comme une lampe ou un soleil. Deux objets ne sont pas en équilibre thermique si la température globale change avec le temps, mais ils peuvent s'approcher de l'équilibre thermique lorsque l'objet le plus chaud transfère de la chaleur à un plus froid.

Considérons, par exemple, un objet plus froid touchant une glace semblable à un objet plus chaude qui a été déposée dans une tasse de café chaude. Après un certain temps, la glace (plus tard l'eau) et le café atteindront une certaine température qui se situe entre celle de la glace et du café. Bien que les deux objets n'étaient pas en équilibre thermique au début, ils approche-et finalement atteindre l'équilibre thermique, la température entre les températures chaudes et froides.

Quelle est la loi Zeroth de la thermodynamique?

le loi zéro de la thermodynamique est l'une des quatre lois de la thermodynamique, qui stipule que si deux systèmes sont en équilibre thermique avec un troisième système, alors ils sont en équilibre thermique l'un avec l'autre. Comme le montre la section ci-dessus sur l'équilibre thermique, ces trois objets approcheront de la même température.

Applications de la loi de Zeroth de la thermodynamique

La loi zéro de la thermodynamique est observée dans de nombreuses situations quotidiennes.

• le thermomètre peut être l'exemple le plus connu de la loi zéro en action. Par exemple, supposons que le thermostat de votre chambre indique 67 degrés Fahrenheit. Cela signifie que le thermostat est en équilibre thermique avec votre chambre. Cependant, en raison de la loi zéro de la thermodynamique, vous pouvez supposer que la pièce et les autres objets dans la pièce (disons, une horloge accrochée au mur) sont également à 67 degrés Fahrenheit.
• Semblable à l'exemple ci-dessus, si vous prenez un verre d'eau glacée et un verre d'eau chaude et que vous les placez sur le plan de travail de la cuisine pendant quelques heures, ils finiront par atteindre l'équilibre thermique avec la pièce, les 3 atteignant la même température.
• Si vous placez un paquet de viande dans votre congélateur et le laissez pendant la nuit, vous supposez que la viande a atteint la même température que le congélateur et les autres articles dans le congélateur.