Termodinâmica.
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Lei Zero da Termodinâmica

Lei Zero da Termodinâmica

Zero lei de termodiámica falar sobre o que nós experimentamos todos os dias: dois sistemas estão em equilíbrio térmico com um terceiro está em equilíbrio com o outro. Diz-se que dois corpos estão em equilíbrio térmico quando, contato, suas variáveis de estado não mudam. Em torno desta ideia simples, a lei zero é estabelecida.

Toda lei da física tem sua relevância, assim como a lei zero da termodinâmica, que curiosamente foi a última lei a ser introduzida na literatura. Após a percepção de que o calor é uma forma de energia que poderia ser transformada em outra, a termologia era chamada de termodinâmica. Para obter uma estrutura lógica na apresentação da termodinâmica, foi necessário colocar outra lei antes daquelas que já haviam sido enunciadas (primeira lei da termodinâmica e segunda lei da termodinâmica). Assim, essa outra lei foi chamada de lei zero da termodinâmica. Se A está em equilíbrio com B e A também está em equilíbrio térmico com C, podemos concluir que B está em equilíbrio térmico com C. Com os fundamentos deste Por lei, podemos garantir a possibilidade de usar um termômetro Z para descobrir se dois corpos X e Y estão em equilíbrio. Para fazer isso, basta verificar se os dois corpos têm a mesma temperatura.

História da lei zero da termodinâmica

As idéias de "quente" e "frio" sempre fizeram parte das experiências sensoriais do homem. De fato, dois dos primeiros cientistas que expressaram essas ideias foram Leonardo Da Vinci e Galileo. Esses cientistas sabiam que, ao entrar em contato com um terceiro corpo, geralmente o ar, dois ou mais corpos em contato com ele "se misturavam de maneira apropriada até atingir a mesma condição".

Esta condição foi alcançada devido à tendência de corpos quentes para difundir sua energia para corpos mais frios. Esse fluxo de energia é chamado de calor ou energia térmica. Assim, podemos perceber a tendência do calor se espalhar de qualquer corpo quente para mais frio em seu entorno. Esta transferência de calor ocorre até que nenhum dos corpos do sistema seja capaz de absorver mais calor.

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A lei zero da termodinâmica tem este nome graças a Ralph H. Fowler (1889-1944), um grande físico inglês que, no século XX, após um longo período de desenvolvimento do direito experimental, considerou como lei básica. Se esta lei o conceito de temperatura não poderia ser definido e postulado que: "Se dois corpos estão em equilíbrio térmico com um terceiro, eles estarão em equilíbrio térmico uns com os outros". No entanto, tornou-se necessário estruturar a apresentação da termodinâmica de uma forma mais lógica, uma vez que a primeira e a segunda lei já haviam sido formuladas, então surgiu o termo lei zero da termodinâmica. Desde então, esta denominação tem sido usada na física.

Conceitos para entender a lei zero da termodinâmica

Para entender a lei zero da termodinâmica, vamos considerar o comportamento de dois ou mais sistemas constituídos da seguinte maneira.

Os sistemas A e B são separados um do outro por uma parede adiabática (uma parede que não permite a troca de calor). Cada um dos dois pontos está em contato térmico com o terceiro sistema C através de paredes diatérmicas (paredes que permitem a troca de energia térmica), sendo o conjunto rodeado por uma parede adiabática. Nossa experiência diz que ambos os sistemas atingirão o equilíbrio térmico com o terceiro e que nenhuma mudança adicional ocorrerá se a parede adiabática que separa A e B for substituída por uma parede diatérmica.

Um exemplo ajudará a compreender melhor o conceito de termoidinámica direito zero: B considerado um corpo constituído por um tubo com um capilar contendo mercúrio e cujos níveis de altura sobre o capilar representa diferentes temperaturas.

Agora considere um corpo A, por exemplo o corpo humano, se você levar o termômetro ao corpo humano e deixar tempo suficiente, o termômetro alcançará o valor correspondente a sua temperatura, ou seja, o termômetro e o corpo humano estarão em equilíbrio térmico entre sim e, portanto, eles terão o mesmo valor numérico para a propriedade de temperatura. A maneira de escolher uma escala termométrica é absolutamente arbitrária e não vamos discuti-la aqui.

Declaração da lei zero da termodinâmica

Essas experiências podem ser resumidas em uma lei chamada lei zero da termodinâmica: Dois sistemas em equilíbrio térmico com um terço estão em equilíbrio um com o outro "

A lei zero da termodinâmica nos permite diferenciar os corpos uns dos outros em relação ao seu "grau de aquecimento". Este atributo, que é uma propriedade do sistema, nos identificaremos com sua temperatura, que se torna um conceito macroscópico (mensurável).

Através desses conceitos, podemos compreender o funcionamento de dispositivos chamados termômetros, que são os dispositivos que medem com precisão a propriedade de temperatura dos corpos.

Deve-se notar que a formulação da lei zero da termodinâmica contém três idéias firmes:

  • A existência de uma variável de estado, chamada temperatura.
  • A igualdade de temperaturas como uma condição para equilíbrio térmico entre dois sistemas, ou entre partes do mesmo sistema.
  • A existência de uma relação entre as variáveis independentes do sistema e a temperatura, chamada equação de estado.
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Última revisão: 21 de dezembro de 2017