Hukum ke nol termodinamika

Hukum ke nol termodinamika

Hukum zeroth menetapkan keseimbangan termal sebagai hubungan kesetaraan. Sebuah hubungan kesetaraan pada set (seperti set sistem termal disetimbangkan) membagi set yang menjadi koleksi himpunan bagian yang berbeda ("disjoint subset") di mana setiap anggota himpunan adalah anggota dari satu dan hanya satu bagian tersebut. Dalam kasus hukum ke nol, ini terdiri dari subset sistem yang berada dalam kesetimbangan bersama. Partisi ini memungkinkan setiap anggota subset untuk menjadi unik "ditandai" dengan label mengidentifikasi subset mana ia berasal. Meskipun label mungkin cukup sewenang-wenang, suhu adalah seperti proses pelabelan yang menggunakan  untuk penandaan. Hukum zeroth membenarkan penggunaan sistem termodinamika cocok sebagai  untuk memberikan seperti pelabelan, yang menghasilkan sejumlah kemungkinan  , dan membenarkan penggunaan  untuk memberikan mutlak, atau  skala. Skala temperatur tersebut membawa kelangsungan tambahan dan memesan (misalnya, "panas" dan "dingin") properti dengan konsep temperatur.

Dalam ruang parameter termodinamika, zona suhu konstan membentuk permukaan, yang menyediakan tatanan alam dari permukaan di dekatnya. Satu Oleh karena itu dapat membangun fungsi suhu global yang menyediakan pemesanan terus menerus negara. The dimensi dari permukaan suhu konstan adalah salah satu kurang dari jumlah parameter termodinamika, dengan demikian, untuk gas ideal digambarkan dengan tiga parameter termodinamika P, V dan n, itu adalah dua-  permukaan.

Misalnya, jika dua sistem gas yang ideal berada dalam kesetimbangan, maka P ₁ V ₁ / N ₁ = P ₂ V ₂ / N ₂ di mana P _i adalah tekanan dalam sistem ke-i, V _i adalah volume, dan N _i adalah jumlah (dalam  , atau hanya jumlah atom) gas.

Permukaan PV / N = const mendefinisikan permukaan suhu termodinamika yang sama, dan satu dapat label T mendefinisikan sehingga PV / N = RT, di mana R adalah beberapa konstan. Sistem ini sekarang dapat digunakan sebagai termometer untuk mengkalibrasi sistem lain. Sistem tersebut dikenal sebagai "termometer gas ideal". ini sekarang dapat digunakan sebagai termometer untuk mengkalibrasi sistem lain. Sistem tersebut dikenal sebagai "termometer gas ideal".