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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量方法。定律中所說的熱力學(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驗基礎(chǔ)。這個定律反映出: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)所決定的一個數(shù)值相等的狀態(tài)函數(shù),這個狀態(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)為可以建立一個溫度函數(shù);更隨便的說法是可以制造溫度計。而這個問題是其中一個熱力學(xué)和統(tǒng)計力學(xué)哲學(xué)的題目。 在熱力學(xué)變量的函數(shù)空間之中,恒溫的部分會成為一塊面并會為附近的面提供自然秩序。之后,該面會簡單建立一個可以提供連續(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(例如對于有三個熱力學(xué)變量 P、V、n 的理想氣體,其恒溫面是塊二維面)。按此定義的溫度實際上未必如攝氏溫度尺般,而是一個函數(shù)。 以理想氣體為例,若兩團氣體是處于熱平衡,則: Pi 是第 i 個系統(tǒng)的壓強Vi 是第 i 個系統(tǒng)的體積Ni 是第 i 個系統(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,一個常見方法來標(biāo)簽這些面是令 PV / N = RT,R 是一個常數(shù)而溫度 T 可以由此定義。經(jīng)定義后,這些系統(tǒng)可用作溫度計來較準(zhǔn)其他系統(tǒng)。 意義 熱力學(xué)第零定律用來作為進行體系測量的基本依據(jù),其重要性在于它說明了溫度的定義和溫度的測量方法。表述如下: 1.可以通過使兩個體系相接觸,并觀察這兩個體系的性質(zhì)是否發(fā)生變化而判斷這兩個體系是否已經(jīng)達到熱平衡。 2.當(dāng)外界條件不發(fā)生變化時,已經(jīng)達成熱平衡狀態(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,所以一個體系的溫度可以通過另一個與之平衡的體系的溫度來表示,也可以通過第三個體系的溫度來表示。 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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