מהו חוק הזרות של התרמודינמיקה?

ה חוק אפס של התרמודינמיקה קובע שאם שתי מערכות שניהם נמצאים בשיווי משקל תרמי עם מערכת שלישית, אז שתי המערכות הראשונות נמצאות גם הן בשיווי משקל תרמי זו עם זו.

טעימות עיקריות: חוק זרות של התרמודינמיקה

תרמודינמיקה הוא המחקר של הקשר בין חום, טמפרטורה, עבודה—מה מבוצע כאשר א כוח המיושם על אובייקט גורם לאובייקט הזה לזוז - וגם אנרגיה, המגיע בצורות רבות ומוגדר כ- קיבולת לעשות עבודה. הארבעה חוקי התרמודינמיקה לתאר כיצד הכמויות הפיזיות הבסיסיות של טמפרטורה, אנרגיה ואנטרופיה משתנות במצבים שונים.

כדוגמה לתרמודינמיקה בפעולה, הנחת סיר מים על הכיריים המחוממת תגרום לסיר להתחמם מכיוון החום מועבר לסיר מהתנור. זה בתורו גורם למולקולות המים להקפיץ בסיר. התנועה המהירה יותר של מולקולות אלה נצפתה כמים חמים יותר.

אם התנור לא היה חם, הוא לא היה מעביר אנרגיה תרמית לסיר; לפיכך, מולקולות המים לא יכלו להתחיל לנוע מהר יותר וסיר המים לא היה מתחמם.

תרמודינמיקה הופיע ב -19^th המאה, אז מדענים בנו ושיפרו מנועי קיטור, המשתמשים בקיטור כדי להניע אובייקט כמו רכבת.

בדרך כלל, שיווי משקל מתייחס למצב מאוזן שאינו משתנה באופן כללי עם הזמן. זה לא אומר ששום דבר לא קורה; אלא ששתי השפעות או כוחות מאזנים זה את זה.

שקול, למשל, משקל התלוי מחוט המחובר לתקרה. בהתחלה, השניים נמצאים בשיווי משקל זה עם זה והמיתר לא נשבר. אם יש יותר משקל לחוט, עם זאת, המיתר יימשך כלפי מטה ועלול בסופו של דבר להישבר מכיוון שהשניים כבר לא נמצאים בשיווי משקל.

שיווי משקל תרמי מתייחס למצב בו שני עצמים שיכולים להעביר חום זה לזה נשארים בטמפרטורה קבועה לאורך זמן. ניתן להעביר חום מספר דרכים, כולל אם העצמים נמצאים במגע זה עם זה או אם החום מוקרן ממקור כמו מנורה או שמש. שני עצמים אינם נמצאים בשיווי משקל תרמי אם הטמפרטורה הכוללת משתנה עם הזמן, אך הם יכולים להתקרב לשיווי משקל תרמי כאשר האובייקט החם יותר מעביר חום לזו הקרה יותר.

קחו לדוגמא אובייקט קר יותר שנוגע לאובייקט חם יותר - כמו קרח שהוטל בכוס קפה חם. לאחר זמן מה הקרח (מאוחר יותר מים) והקפה יגיעו לטמפרטורה מסוימת שנמצאת בין זו של הקרח לקפה. למרות ששני העצמים לא היו בשיווי משקל תרמי בהתחלה, הם גישה- ובסופו של דבר להגיע - שיווי משקל תרמי, הטמפרטורה בין הטמפרטורות החמות לקרות.

ה חוק אפס של התרמודינמיקה הוא אחד מארבע חוקי התרמודינמיקה, הקובע שאם שתי מערכות נמצאות בשיווי משקל תרמי עם מערכת שלישית, אז הן נמצאות בשיווי משקל תרמי זו עם זו. כפי שניתן לראות בסעיף לעיל על שיווי משקל תרמי, שלושת העצמים הללו יתקרבו לאותה טמפרטורה.

החוק האפסי של התרמודינמיקה נראה במצבים יומיומיים רבים.

• ה מד טמפרטורה אולי הדוגמה הידועה ביותר לחוק האפס בפעולה. לדוגמה, נניח שהתרמוסטט בחדר השינה שלך קורא 67 מעלות פרנהייט. המשמעות היא שהתרמוסטט נמצא בשיווי משקל תרמי עם חדר השינה שלך. עם זאת, בגלל החוק האפס של התרמודינמיקה, אתה יכול להניח שגם החדר וגם חפצים אחרים בחדר (נניח, שעון תלוי בקיר) הם גם הם בגובה 67 מעלות פרנהייט.
• בדומה לדוגמה לעיל, אם אתה לוקח כוס מי קרח וכוס מים חמים ומניח אותם על המטבח על השיש לכמה שעות, בסופו של דבר הם יגיעו לשיווי משקל תרמי עם החדר, כאשר כל השלושה יגיעו לאותו הדבר טמפרטורה.
• אם אתה מניח חבילה של בשר במקפיא ומשאיר אותו לילה, אתה מניח שהבשר הגיע לאותה טמפרטורה כמו המקפיא ושאר הפריטים במקפיא.