Что такое нулевой закон термодинамики?

нулевой закон термодинамики гласит, что если две системы обе находятся в тепловом равновесии с третьей системой, то первые две системы также находятся в тепловом равновесии с друг друга.

Ключевые выводы: нулевой закон термодинамики

  • нулевой закон термодинамики — это один из четырех законов термодинамики, который гласит, что если две системы находятся в тепловом равновесии с третьей системой, то они находятся в тепловом равновесии друг с другом.
  • Термодинамика — это исследование взаимосвязи между теплом, температурой, работой и энергией.
  • В общем, равновесие относится к сбалансированному состоянию, которое не изменяется в целом со временем.
  • Термическое равновесие относится к к ситуации, когда два объекта, которые могут передавать тепло друг другу, с течением времени остаются при постоянной температуре.

Понимание термодинамики

Термодинамика — это исследование взаимосвязи между теплотой, температурой, работой, которая выполняется, когда сила, приложенная к объекту, заставляет этот объект двигаться, и энергией, которая поступает во многих форм и определяется как способность выполнять работу. Четыре закона термодинамики описывают, как фундаментальные физические величины температуры, энергии и энтропии изменяются в различных ситуациях.

В качестве примера термодинамики в действии разместим кастрюля с водой на нагретой плите заставит кастрюлю нагреваться, потому что тепло передается кастрюле от плиты. Это, в свою очередь, заставляет молекулы воды подпрыгивать в горшке. Более быстрое движение этих молекул наблюдается как более горячая вода.

Если бы печь не была горячей, она не передавала бы в кастрюлю никакой тепловой энергии; таким образом, молекулы воды не могли начать двигаться быстрее, и горшок с водой не нагрелся бы.

Термодинамика появилась в 19 века , когда ученые создавали и улучшали паровые машины, которые использовали пар для перемещения объекта, такого как поезд.

Понимание равновесия

В большинстве случаев равновесие относится к сбалансированному состоянию, которое не меняется в целом со временем. Это не означает, что ничего не происходит; скорее, два влияния или силы уравновешивают друг друга.

Рассмотрим, например, груз, подвешенный на веревке, прикрепленной к потолку. Сначала они находятся в равновесии друг с другом, и струна не рвется. Однако, если к струне будет прикреплен больший вес, она будет тянуться вниз и в конечном итоге может сломаться, поскольку они больше не находятся в равновесии..

Тепловое равновесие

Тепловое равновесие относится к ситуации, когда два объекта, которые могут перемещаться тепло друг к другу остаются на постоянной температуре с течением времени. Тепло может передаваться несколькими способами, в том числе, если объекты находятся в контакте друг с другом или если тепло излучается от источника, такого как лампа или солнце. Два объекта не находятся в тепловом равновесии, если общая температура изменяется со временем, но они могут приближаться к тепловому равновесию, поскольку более горячий объект передает тепло более холодному.

Рассмотрим, например, прикосновение более холодного предмета к более горячему — например, лед, брошенный в горячую чашку кофе. Через некоторое время лед (позже вода) и кофе достигнут определенной температуры, которая находится между температурой льда и кофе. Хотя два объекта вначале не находились в тепловом равновесии, они приближаются — и в конечном итоге достигают — теплового равновесия, температуры между высокой и низкой температурами.

Что такое нулевой закон термодинамики?

нулевой закон термодинамики — один из четырех законов термодинамики, который гласит, что если две системы находятся в тепловом равновесии с третьей системой, то они в тепловом равновесии друг с другом. Как видно из приведенного выше раздела о тепловом равновесии, эти три объекта будут иметь одинаковую температуру.

Применение нулевого закона термодинамики

Нулевой закон термодинамики наблюдается во многих повседневных ситуациях.

  • Термометр может быть наиболее известным примером действия нулевого закона. Например, предположим, что термостат в вашей спальне показывает 67 градусов по Фаренгейту. Это означает, что термостат находится в тепловом равновесии с вашей спальней. Однако из-за нулевого закона термодинамики вы можете предположить, что и комната, и другие предметы в комнате (например, часы, висящие на стене) также имеют температуру 67 градусов по Фаренгейту.
  • Как и в приведенном выше примере, если вы возьмете стакан с ледяной водой и стакан с горячей водой и поставите их на кухонную столешницу на несколько часов, они в конечном итоге достигнут теплового равновесия с комнатой, при этом все 3 достигнут одинаковой температуры.
  • Если вы поместите упаковку с мясом в морозильную камеру и оставите ее на ночь, вы предполагаете, что мясо достигло той же температуры, что и морозильная камера, и другие продукты в морозильной камере.
Оцените статью
recture.ru
Добавить комментарий