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Thermodynamik.
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Zeroth-Gesetz der Thermodynamik

Zeroth-Gesetz der Thermodynamik

Das nullte Gesetz der Thermodynamik besagt, dass "wenn zwei Systeme, die sich mit einem dritten System im thermischen Gleichgewicht befinden, sie sich auch im Gleichgewicht befinden". Es ist auch als das nullte Prinzip der Thermodynamik bekannt.

Wenn A mit B im Gleichgewicht ist und A auch mit einem dritten Körper C thermisch stabil ist, können wir schließen, dass B mit C im thermischen Gleichgewicht ist.

Zwei Körper befinden sich im thermodynamischen Gleichgewicht, wenn sich ihre Zustandsvariablen beim Kontakt nicht ändern. Wenn sie nicht thermisch stabil sind, übertragen sie Wärme oder Energie und erreichen ein thermisches Gleichgewicht.

Das Nullgesetz war das letzte der Gesetze der Thermodynamik, das eingeführt wurde. Es war notwendig, es zu platzieren, bevor die anderen Gesetze eine logische Struktur erhalten. Das Gesetz wurde vom britischen Mathematiker Ralph H. Fowler als Zeroth-Gesetz der Thermodynamik bezeichnet.

Laut David McKee, einem Physikprofessor an der Missouri Southern State University, sagt uns das Zeroth-Gesetz, "egal wie viel Energie zwei Systeme haben. (...) Das Zeroth-Gesetz besagt, dass die Temperatur die Richtung des Wärmeflusses definiert." 

Anwendungsbeispiele des Nullgesetzes der Thermodynamik

Eis und Wasser

Wir stellen ein Stück Eis und ein Glas Wasser bei Raumtemperatur hinein. In diesem Experiment erscheinen drei Elemente, nämlich Eis, Wasser und ein Glas.

Zeroth-Gesetz der ThermodynamikDa wir heiße und kalte Elemente haben, tauschen alle drei zunächst Wärme und Energie aus, bis sie ein thermisches Gleichgewicht erreichen. Nach einer Weile erhalten die drei Teile die gleiche Temperatur, die das nullte Gesetz angibt.

Thermometer Beispiel

Ein weiteres Beispiel, das hilft, das Konzept des thermischen Gleichgewichts besser zu verstehen, ist das eines Thermometers.

Stellen Sie sich einen Körper B vor, der aus einem Rohr mit einer quecksilberhaltigen Kapillare besteht. Ihre Höhen über der Vene repräsentieren unterschiedliche Temperaturen.

Betrachten Sie nun Körper A, zum Beispiel den menschlichen Körper. Wenn Sie das Thermometer nahe an Ihren Körper bringen und es lange genug stehen lassen, erreicht das Thermometer den Wert, der der Körpertemperatur entspricht.

Da der menschliche Körper eine höhere Temperatur hat, fließt Wärme zum Thermometer, da beide das thermodynamische Gleichgewicht gemäß den Regeln erreichen, die das nullte Gesetz festlegt.

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Erscheinungsdatum: 29. Juni 2016
Geändert am: 29. Oktober 2020