Zerowa zasada termodynamiki

Przed sformułowaniem zerowej zasady termodynamiki należy wprowadzić pojęcie równowagi termodynamicznej.

Równowaga termodynamiczna

Równowaga termodynamiczna jest to taki stan układu w którym w każdym jego punkcie panuje taka sama temperatura.

Co się dzieje, gdy dwa ciała o różnej temperaturze zetkną się ze sobą? Nastąpi przekaz energii poprzez ciepło od ciała o temperaturze wyższej do ciała o temperaturze niższej. Dopóki będzie trwał ten transport energii, oba ciała nie będą znajdować się w równowadze termodynamicznej. Transport energii będzie trwał tak długo, aż temperatura obu ciał wyrówna się. Wówczas ciała te znajdą się w stanie równowagi termodynamicznej.

Treść zerowej zasady termodynamiki

Zerową zasadę termodynamiki można sformułować w następujący sposób:

Jeżeli ciało A znajduje się w stanie równowagi termodynamicznej z ciałem B, a ciało B znajduje się w stanie równowagi termodynamicznej z ciałem C, to ciała A i C znajdują się również w stanie równowagi termodynamicznej.

Zasada ta opisuje świetnie zasadę pomiaru temperatury. Ciało B z powyższej zasady to nic innego jak termometr. Jeżeli zmierzymy termometrem temperaturę ciała A i C, a jego wskazania będą identyczne, to wiemy, że temperatury obu ciał są takie same.

Trzecia zasada termodynamiki

Entropia układu S w stanie równowagi zupełnej dąży do zera, przy zbliżaniu się do temperatury zera bezwzględnego.

Druga zasada termodynamiki

Istnieje wiele sformułowań drugiej zasady termodynamiki. Oto sformułowanie z wykorzystaniem pojęcia entropii: Entropia układu izolowanego nie może maleć.

Pierwsza zasada termodynamiki

Zmiana energii wewnętrznej układu ΔU termodynamicznego jest równa zmianie ilości ciepła Q pobranego lub oddanego przez układ i pracy W wykonanej nad układem przez siły zewnętrzne lub pracy wykonanej przez układ nad otoczeniem.