Principiul zero al termodinamicii

Principiile termodinamicii
Principiul zero al termodinamicii
• Stabilirea echilibrului termodinamic
• Tranzitivitatea echilibrului termic
Principiul întâi al termodinamicii
Principiul al doilea al termodinamicii
Principiul al treilea al termodinamicii

Termodinamică
Schema unei mașini termice Carnot
Ramuri Clasică Statistică Chimică Cuantică la echilibru / nu la echilibru
Principii Zero Primul Al doilea Al treilea
Sisteme Izolat Închis Deschis Adiabatic Stare Ecuație de stare Gaz ideal Gaz real Stare de agregare Fază Echilibru Volum de control Instrumente Procese Destindere liberă Izobar Izocor Izotermic Adiabatic exponent Izentropic Izentalpic Politropic Cvasistatic Reversibil Ireversibil disipare Cicluri Carnot Direct Inversat Randament și eficiență Diagrame termodinamice p-V T-s h-s p-h Psihro
Propertăți ale sistemelor Notă: Parametri conjugați cu italice Proprietăți intensive și extensive Funcții de proces Lucru mecanic Căldură Funcții de stare Temperatură / Entropie Presiune (internă, parțială) / Volum Potențial chimic / Număr de particule Titlul vaporilor Proprietăți reduse
Proprietăți ale materialelor Baze de date cu proprietăți Capacitate termică masică  $c=$ $T$ $\partial S$ $N$ $\partial T$ Coeficient de compresibilitate  $\beta =-$ $1$ $\partial V$ $V$ $\partial p$ Coeficient de dilatare volumică  $\alpha =$ $1$ $\partial V$ $V$ $\partial T$
Ecuații Teorema lui Carnot Teorema lui Clausius Relația fundamentală Legea gazelor ideale Stări corespondente Relațiile Maxwell Relațiile Onsager Ecuațiile Bridgman Tabel cu ecuații termodinamice
Potențiale Energie internă: $U(S,V)$ Energie liberă: $A(T,V)=U-TS$ Entalpie: $H(S,p)=U+pV$ Entalpie liberă: $G(T,p)=H-TS$ Entropie liberă
Istorie Cultură Istorie Generală Istoria entropiei Legile gazelor Istoria perpetuum mobilelor Filozofie Entropie și timp Entropie și viață Clichetul brownian Demonul lui Maxwell Paradoxul morții termice Paradoxul lui Loschmidt Sinergetică Teorii Teoria caloricului Forța vie Echivalentul mecanic al caloriei Putere motrice Lucrări fundamentale An Experimental Enquiry Concerning ... Heat On the Equilibrium of Heterogeneous Substances Réflexions sur la puissance motrice du feu Cronologii Termodinamică mașini termice Artă Învățământ Suprafața termodinamică a lui Maxwell Entropia ca disipare a energiei
Personalități Bernoulli Boltzmann Bridgman Carathéodory Carnot Clapeyron Clausius de Donder Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Kelvin Lewis Massieu Maxwell von Mayer Nernst Onsager Planck Rankine Smeaton Stahl Tait Thompson van der Waals Waterston
Altele Nucleație Autoasamblare Autoorganizare Ordine și dezordine
Categorie

Sintagma principiul zero al termodinamicii este folosită, de autori diferiți, pentru a indica două principii fundamentale ale termodinamicii, cu conținut diferit. Ambiguitatea rezultantă se rezolvă precizând că, în funcție de contextul în care apare, principiul zero al termodinamicii se referă fie la stabilirea echilibrului termodinamic, fie la tranzitivitatea echilibrului termic.

Stabilirea echilibrului termodinamic

O stare a unui sistem termodinamic în care proprietățile sistemului nu variază în timp este o stare de echilibru termodinamic. Existența stării de echilibru termodinamic, pentru un sistem dat, se constată pe cale experimentală. Pentru fundamentarea riguroasă a teoriei este însă necesar să se precizeze condițiile în care, pentru orice sistem, se ajunge la stabilirea echilibrului termodinamic.

Se consideră două sisteme A și B separate între ele printr-un perete adiabatic, dar fiecare dintre acestea aflându-se în contact cu un al treilea sistem C, prin intermediul unor pereți diatermali, întregul ansamblu fiind înconjurat de un perete adiabatic. Între sistemele A, B nu poate avea loc un transfer de căldură, în timp ce între sistemele A și C pe de o parte, și B și C pe de altă parte este permis schimbul de căldură. Experiența arată că cele două sisteme A și B vor atinge echilibrul termic cu al treilea sistem C și că nu va apărea nicio modificare în continuare, în starea acestora, chiar dacă peretele adiabatic este înlocuit cu un perete diatermal.

Principiul zero al termodinamicii, în sensul de principiul stabilirii echilibrului termodinamic, are următorul enunț:

Un sistem termodinamic situat în condiții externe invariabile în timp va atinge, după un timp suficient de lung, o stare de echilibru termodinamic.

Tranzitivitatea echilibrului termic

Noțiunea de temperatură (empirică) se definește punând în contact termic două sau mai multe sisteme și așteptând să se stabilească starea de echilibru termic, care este un caz special de echilibru termodinamic. Pentru definirea riguroasă a temperaturii este necesară adoptarea principiului zero al termodinamicii în forma numită de alți autori principiul tranzitivității echilibrului termic:

Dacă sistemul A este în echilibru termic cu sistemul B și sistemul B este în echilibru termic cu sistemul C, atunci sistemul A este în echilibru termic cu sistemul C.

Note

• ^a Țițeica, pp. 15–16.
• ^b Zemanski și Dittman, pp. 7–9.
• ^c Țițeica, pp. 40–41.

Bibliografie

• Șerban Țițeica: Termodinamica, Editura Academiei Republicii Socialiste România, București, 1982.
• en M.W. Zemanski și R.H. Dittman: Heat and Thermodynamics, McGraw-Hill, 1997, ISBN 0-07-017059-2, Ebook.