溫度的量度: 溫度刻度化(溫度計)。
熱接觸: 兩溫度不同之物體互相接觸,而產生熱量傳遞的現象。
熱平衡: 兩物發生熱接觸經一段時間後,當溫度相等時,兩物之間便不再發生熱量傳遞的現象稱之。
熱力學第零定律
第零定律是由英國物理學家R.H.Fowler於1930年正式提出,比熱力學第一定律和熱力學第二定律晚了80餘年,但是第零定律是後面幾個定律的基礎,所以叫做熱力學第零定律。
又稱熱平衡定律,是一個關於互相接觸的物體在熱平衡時的描述,以及為溫度提供理論基礎。
若兩個熱力學系統均與第三個系統處於熱平衡狀態,此兩個系統也必互相處於熱平衡。
T
a
=
T
c
and
T
b
=
T
c
then
T
a
=
T
b
.
這個定律說明,互相處於熱平衡的物體之間必然具有相等的溫度
。
一個熱平衡系統的宏觀物理性質(壓力、溫度、體積等)都不會隨時間而改變。
-
一杯放在餐桌上的熱咖啡,由於咖啡正在冷卻,所以這杯咖啡與外界環境並非處於平衡狀態。
-
當咖啡不再降溫時,它的溫度就相當於室溫,並且與外界環境處於平衡狀態。
-
由此可定義與物質本身性質無關的物理量:
溫度
,來量化物質本身的冷熱程度。
Example
-
假設有
A
與
B
兩個物體,質量分別為
m
A
、
m
B
,比熱分別為
c
A
、
c
B
,溫度分別為
t
A
、
t
B
且
t
A
>
t
B
,二者接觸達熱平衡時溫度為
t
。
-
假設兩者熱交換量為
Q
,則
A
流向
B
的熱量為
Q
=
m
A
c
A
(
t
A
−
t
)
.
-
而
B
從
A
得到的熱量為
Q
=
m
B
c
B
(
t
−
t
B
)
.
-
所以可得
t
=
m
A
c
A
+
m
B
c
B
m
A
c
A
t
A
+
m
B
c
B
t
B
.