Thermodynamik.
Energieumwandlung

I Verbrennung thermische Energie.
Auswirkungen der Thermodynamik

Entropy

Nullgesetz der Thermodynamik

Nullgesetz der Thermodynamik

Das Nullgesetz der Thermodynamik spricht von dem, was wir jeden Tag erfahren: zwei Systeme, die sich im thermischen Gleichgewicht mit einem dritten befinden, stehen im Gleichgewicht miteinander. Man sagt, dass sich zwei Körper im thermischen Gleichgewicht befinden, wenn sich ihre Zustandsvariablen beim Kontakt nicht ändern. Um diese einfache Idee herum wird das Nullgesetz aufgestellt.

Jedes Gesetz der Physik hat seine Relevanz, ebenso wie das Nullgesetz der Thermodynamik, das seltsamerweise das letzte Gesetz war, das in der Literatur eingeführt wurde. Nach der Erkenntnis, dass Wärme eine Form von Energie ist, die in eine andere umgewandelt werden kann, wurde die Thermologie Thermodynamik genannt. Um eine logische Struktur in der Darstellung der Thermodynamik zu erhalten, war es notwendig, ein anderes Gesetz vor das bereits Gesprochene zu stellen (1. Hauptsatz der Thermodynamik und 2. Hauptsatz der Thermodynamik). Dieses andere Gesetz wurde also als Nullgesetz der Thermodynamik bezeichnet. Wenn A im Gleichgewicht mit B steht und A auch im thermischen Gleichgewicht mit C steht, können wir daraus schließen, dass B im thermischen Gleichgewicht mit C steht. Mit den Grundlagen dafür Nach dem Gesetz können wir die Möglichkeit garantieren, mit einem Z-Thermometer herauszufinden, ob zwei Körper X und Y im Gleichgewicht sind. Prüfen Sie dazu einfach, ob die beiden Körper die gleiche Temperatur haben.

Geschichte des Nullgesetzes der Thermodynamik

Die Ideen von "heiß" und "kalt" waren immer Teil der sensorischen Erfahrungen des Menschen. Zwei der ersten Wissenschaftler, die diese Ideen zum Ausdruck brachten, waren Leonardo Da Vinci und Galileo. Diese Wissenschaftler wussten, dass bei Kontakt mit einem dritten Körper, normalerweise der Luft, zwei oder mehr Körper in Kontakt mit ihm "in geeigneter Weise gemischt werden, bis der gleiche Zustand erreicht ist."

Dieser Zustand wurde aufgrund der Tendenz heißer Körper erreicht, ihre Energie zu kälteren Körpern zu verteilen. Dieser Energiefluss wird als Wärme- oder Wärmeenergie bezeichnet. So können wir die Tendenz der Hitze wahrnehmen, sich von irgendeinem heißen Körper zu kälteren in ihrer Umgebung auszubreiten. Diese Wärmeübertragung findet statt, bis keiner der Körper des Systems mehr Wärme aufnehmen kann.

Ralph H. Fowler Der Nullsatz der Thermodynamik hat diesen Namen dank Ralph H. Fowler (1889-1944), ein großen englischen Physiker, der im zwanzigsten Jahrhundert nach einer langen Zeit der Entwicklung des experimentellen Rechts angesehen als ein Grundgesetz. Wenn dieses Gesetz der Begriff der Temperatur nicht definiert werden kann, und postulierte, dass: „Wenn zwei Körper im thermischen Gleichgewicht mit einem dritten sind im thermischen Gleichgewicht miteinander“. Um jedoch die Darstellung der Thermodynamik in einer logischen Art und Weise zu strukturieren, als die ersten und das zweite Gesetz notwendig war, war bereits gemacht worden, dann tauchte der Begriff Nullsatz der Thermodynamik. Seitdem wurde diese Bezeichnung in der Physik verwendet.

Konzepte zum Verständnis des Nullgesetzes der Thermodynamik

Um das Nullgesetz der Thermodynamik zu verstehen, betrachten wir das Verhalten von zwei oder mehr Systemen in folgender Weise:

Die Systeme A und B sind durch eine adiabatische Wand (eine Wand, die keinen Wärmeaustausch erlaubt) voneinander getrennt. Jeder der beiden Punkte steht in thermischem Kontakt mit dem dritten System C durch diathermische Wände (Wände, die den Austausch von Wärmeenergie erlauben), wobei das Ganze von einer adiabatischen Wand umgeben ist. Unsere Erfahrung besagt, dass beide Systeme ein thermisches Gleichgewicht mit dem dritten System erreichen und dass keine weitere Änderung stattfinden wird, wenn die adiabatische Wand, die A und B trennt, durch eine diathermische Wand ersetzt wird.

Ein Beispiel, das helfen wird, das Konzept des Nullgesetzes der Thermodynamik besser zu verstehen: Es betrachtet einen B-Körper, der aus einer Röhre mit einer Quecksilber enthaltenden Kapillare besteht und deren Höhen über der Kapillare unterschiedliche Temperaturen darstellen.

Betrachten Sie nun einen Körper A, zum Beispiel den menschlichen Körper, wenn Sie das Thermometer zum menschlichen Körper bringen und es genügend Zeit lassen, wird das Thermometer den Wert erreichen, der seiner Temperatur entspricht, dh das Thermometer und der menschliche Körper werden sich in einem thermischen Gleichgewicht befinden ja und deshalb haben sie den gleichen numerischen Wert für die Temperatureigenschaft. Die Art der Wahl einer thermometrischen Skala ist absolut willkürlich und wir werden sie hier nicht diskutieren.

Erklärung des Nullgesetzes der Thermodynamik

Diese Erfahrungen können in einem Gesetz zusammengefaßt werden, das als Nullgesetz der Thermodynamik bezeichnet wird: Zwei Systeme im thermischen Gleichgewicht mit einem dritten stehen im Gleichgewicht miteinander.

Das Nullgesetz der Thermodynamik erlaubt uns, Körper hinsichtlich ihres "Grades der Erwärmung" voneinander zu unterscheiden. Dieses Attribut, das eine Eigenschaft des Systems ist, werden wir mit seiner Temperatur identifizieren, die sich als makroskopisches (messbares) Konzept herausstellt.

Durch diese Konzepte können wir die Funktionsweise der Geräte, die Thermometer genannt werden, die die Temperatureigenschaft von Körpern präzise messen, verstehen.

Es sollte beachtet werden, dass die Formulierung des Nullgesetzes der Thermodynamik drei feste Ideen enthält:

  • Die Existenz einer Zustandsvariablen, Temperatur genannt.
  • Gleichheit der Temperaturen als Bedingung für das thermische Gleichgewicht zwischen zwei Systemen oder zwischen Teilen des gleichen Systems.
  • Die Existenz einer Beziehung zwischen den unabhängigen Variablen des Systems und der Temperatur, genannt die Zustandsgleichung.
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Geändert am: 21. Dezember 2017