內(nèi)容 熱力學(xué)第零定律的重要性在于它給出了溫度的定義和溫度的測(cè)量方法。定律中所說(shuō)的熱力學(xué)系統(tǒng)是指由大量分子、原子組成的物體或物體系。它為建立溫度概念提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。這個(gè)定律反映出:處在同一熱平衡狀態(tài)的所有的熱力學(xué)系統(tǒng)都具有一個(gè)共同的宏觀特征,這一特征是由這些互為熱平衡系統(tǒng)的狀態(tài)所決定的一個(gè)數(shù)值相等的狀態(tài)函數(shù),這個(gè)狀態(tài)函數(shù)被定義為溫度。而溫度相等是熱平衡之必要的條件。 通常表述 熱力學(xué)第零定律 另一種表述 處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)的所有物質(zhì)均具有某一共同的宏觀物理性質(zhì)。 溫度關(guān)系 第零定律經(jīng)常被認(rèn)為可以建立一個(gè)溫度函數(shù);更隨便的說(shuō)法是可以制造溫度計(jì)。而這個(gè)問(wèn)題是其中一個(gè)熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)哲學(xué)的題目。 在熱力學(xué)變量的函數(shù)空間之中,恒溫的部分會(huì)成為一塊面并會(huì)為附近的面提供自然秩序。之后,該面會(huì)簡(jiǎn)單建立一個(gè)可以提供連續(xù)狀態(tài)順序的總體溫度函數(shù)。該恒溫面的維度是熱力學(xué)變量的總數(shù)減一(例如對(duì)于有三個(gè)熱力學(xué)變量 P、V、n 的理想氣體,其恒溫面是塊二維面)。按此定義的溫度實(shí)際上未必如攝氏溫度尺般,而是一個(gè)函數(shù)。 以理想氣體為例,若兩團(tuán)氣體是處于熱平衡,則: Pi 是第 i 個(gè)系統(tǒng)的壓強(qiáng)Vi 是第 i 個(gè)系統(tǒng)的體積Ni 是第 i 個(gè)系統(tǒng)的數(shù)量(摩爾數(shù)或者原子數(shù)目)面 PV / N = const 定義了所有相同溫度的面,一個(gè)常見(jiàn)方法來(lái)標(biāo)簽這些面是令 PV / N = RT,R 是一個(gè)常數(shù)而溫度 T 可以由此定義。經(jīng)定義后,這些系統(tǒng)可用作溫度計(jì)來(lái)較準(zhǔn)其他系統(tǒng)。 意義 熱力學(xué)第零定律用來(lái)作為進(jìn)行體系測(cè)量的基本依據(jù),其重要性在于它說(shuō)明了溫度的定義和溫度的測(cè)量方法。表述如下: 1.可以通過(guò)使兩個(gè)體系相接觸,并觀察這兩個(gè)體系的性質(zhì)是否發(fā)生變化而判斷這兩個(gè)體系是否已經(jīng)達(dá)到熱平衡。 2.當(dāng)外界條件不發(fā)生變化時(shí),已經(jīng)達(dá)成熱平衡狀態(tài)的體系,其內(nèi)部的溫度是均勻分布的,并具有確定不變的溫度值。 3.一切互為平衡的體系具有相同的溫度,所以一個(gè)體系的溫度可以通過(guò)另一個(gè)與之平衡的體系的溫度來(lái)表示,也可以通過(guò)第三個(gè)體系的溫度來(lái)表示。 ps:初中物理公式,熱學(xué)部分:1,吸熱:Q吸=Cm(t-t0)=Cmt;2,放熱:Q放=Cm(t0-t)CMt;3,熱力學(xué)溫度:T=t+273k |
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