Was ist das Zeroth-Gesetz der Thermodynamik?

Das nulltes Gesetz der Thermodynamik gibt an, dass, wenn sich zwei Systeme mit einem dritten System im thermischen Gleichgewicht befinden, sich auch die ersten beiden Systeme im thermischen Gleichgewicht befinden.

Wichtige Erkenntnisse: Das Zeroth-Gesetz der Thermodynamik

• Das nulltes Gesetz der Thermodynamik ist eines der vier Hauptsätze der Thermodynamik, das besagt, dass zwei Systeme im thermischen Gleichgewicht mit einem dritten System sind, dann sind sie im thermischen Gleichgewicht miteinander.
• Thermodynamik ist das Studium der Beziehung zwischen Wärme, Temperatur, Arbeit und Energie.
• Am allgemeinsten, Gleichgewicht bezieht sich auf einen ausgeglichenen Zustand, der sich insgesamt nicht ändertmit der Zeit.
• Thermisches Gleichgewicht bezieht sich auf die Situation, in der zwei Objekte, die Wärme aufeinander übertragen können, über die Zeit eine konstante Temperatur aufweisen.

Thermodynamik verstehen

Thermodynamik ist das Studium der Beziehung zwischen Wärme, Temperatur, Arbeit, die ausgeführt wird, wenn eine auf ein Objekt ausgeübte Kraft bewirkt, dass sich das Objekt bewegt, und Energie, die in vielen Formen vorliegt und als definiert wird Kapazität arbeiten. Die vier Hauptsätze der Thermodynamik beschreiben, wie sich die grundlegenden physikalischen Größen von Temperatur, Energie und Entropie in verschiedenen Situationen ändern.

Ein Beispiel für die Thermodynamik in Aktion: Wenn Sie einen Topf mit Wasser auf einen beheizten Herd stellen, erwärmt sich der Topf, da die Wärme vom Herd auf den Topf übertragen wird. Dies wiederum führt dazu, dass die Wassermoleküle im Topf herumspringen. Die schnellere Bewegung dieser Moleküle wird als heißeres Wasser beobachtet.

Wenn der Ofen nicht heiß gewesen wäre, hätte er keine Wärmeenergie auf den Topf übertragen; Somit hätten sich die Wassermoleküle nicht schneller bewegen können und der Wassertopf wäre nicht heiß geworden.

Thermodynamik entstand im 19^th Jahrhundert, als Wissenschaftler Dampfmaschinen bauten und verbesserten, die mithilfe von Dampf ein Objekt wie einen Zug bewegen.

Gleichgewicht verstehen

Am allgemeinsten, Gleichgewicht bezieht sich auf einen ausgeglichenen Zustand, der sich nicht ändert insgesamt mit der Zeit. Dies bedeutet nicht, dass nichts passiert; vielmehr gleichen sich zwei Einflüsse oder Kräfte aus.

Stellen Sie sich zum Beispiel ein Gewicht vor, das an einer an der Decke befestigten Schnur hängt. Zuerst sind die beiden im Gleichgewicht und die Saite reißt nicht. Wenn jedoch mehr Gewicht an der Schnur angebracht wird, wird die Schnur nach unten gezogen und kann schließlich brechen, da sich die beiden nicht mehr im Gleichgewicht befinden.

Thermisches Gleichgewicht

Thermisches Gleichgewicht bezieht sich auf die Situation, in der zwei Objekte, die Wärme aufeinander übertragen können, über die Zeit eine konstante Temperatur aufweisen. Wärme kann auf verschiedene Arten übertragen werden, z. B. wenn die Objekte in Kontakt miteinander sind oder wenn Wärme von einer Quelle wie einer Lampe oder einer Sonne abgestrahlt wird. Zwei Objekte befinden sich nicht im thermischen Gleichgewicht, wenn sich die Gesamttemperatur mit der Zeit ändert. Sie können sich jedoch dem thermischen Gleichgewicht annähern, wenn das heißere Objekt Wärme an das kältere Objekt überträgt.

Stellen Sie sich zum Beispiel einen kälteren Gegenstand vor, der ein heißeres, objektartiges Eis berührt, das in eine heiße Tasse Kaffee gefallen ist. Nach einiger Zeit erreichen das Eis (später Wasser) und der Kaffee eine bestimmte Temperatur, die zwischen der des Eises und des Kaffees liegt. Obwohl sich die beiden Objekte zu Beginn nicht im thermischen Gleichgewicht befanden, waren sie es Ansatz-und schließlich das thermische Gleichgewicht erreichen, die Temperatur zwischen den heißen und kalten Temperaturen.

Was ist das Zeroth-Gesetz der Thermodynamik??

Das nulltes Gesetz der Thermodynamik ist eines der vier Hauptsätze der Thermodynamik, das besagt, dass zwei Systeme im thermischen Gleichgewicht mit einem dritten System sind, dann sind sie im thermischen Gleichgewicht miteinander. Wie aus dem obigen Abschnitt zum thermischen Gleichgewicht hervorgeht, nähern sich diese drei Objekte der gleichen Temperatur.

Anwendungen des Zerothschen Gesetzes der Thermodynamik

Das nullte Hauptsatz der Thermodynamik wird in vielen alltäglichen Situationen gesehen.

• Das Thermometer ist vielleicht das bekannteste Beispiel für das Nullte Gesetz in Aktion. Angenommen, der Thermostat in Ihrem Schlafzimmer hat eine Temperatur von 67 Grad Fahrenheit. Dies bedeutet, dass sich der Thermostat im thermischen Gleichgewicht mit Ihrem Schlafzimmer befindet. Aufgrund des nullten Hauptsatzes der Thermodynamik können Sie jedoch davon ausgehen, dass sich sowohl der Raum als auch andere Objekte im Raum (z. B. eine in der Wand hängende Uhr) ebenfalls auf 67 Grad Fahrenheit befinden.
• Ähnlich wie im obigen Beispiel, wenn Sie ein Glas Eiswasser und ein Glas heißes Wasser nehmen und diese für einige Stunden auf die Küchenarbeitsplatte stellen, erreichen sie schließlich ein thermisches Gleichgewicht mit dem Raum, wobei alle 3 die gleiche Temperatur erreichen.
• Wenn Sie eine Packung Fleisch in Ihren Gefrierschrank legen und über Nacht stehen lassen, gehen Sie davon aus, dass das Fleisch die gleiche Temperatur wie der Gefrierschrank und die anderen Teile im Gefrierschrank erreicht hat.