科技名词

热力学第零定律

the zeroth law of thermodynamics

又称：热平衡定律（law of thermal equilibrium）

定义：如果系统A与系统B成热平衡，系统B与系统C成热平衡，则系统A与系统C也必然成热平衡，即都具有相同的热力学温度。

学科：化学_物理化学_化学热力学

相关名词：热力学温度 温度计 热接触

【延伸阅读】

如果两个系统分别与处于确定状态的第三个系统达到热平衡，则这两个系统彼此也处于热平衡。这个热平衡的规律就称为热力学第零定律或热平衡定律。这个结论来自大量实验事实的总结和概括，它不能由其他的定律或定义导出，也不能由逻辑推理导出。这个定律是20世纪30年代由英国物理学家拉尔夫·福勒提出的。当时，热力学第一定律和热力学第二定律已经为科学界所公认，在社会上为公众所接受，为了表明这个新提出的定律在逻辑上应该排在最前面，所以称之为热力学第零定律。

有了热力学第零定律，我们就可以使温度的定义更加科学。温度的概念源于生活——用手触摸物体，感觉热者其温度高，感觉冷者其温度低。但仅凭主观感觉不能定量地表示物体的冷热程度，而且有时会得出错误的结论。例如，冬天在室外用手触摸铁器和木器，则感觉铁器比木器冷，其实两者的温度是一样的。感觉之所以不同，是由于两者对热量的传导速率不同。要定量地表示出物体的温度，必须对温度给出严格的定义。

温度概念的建立以及温度的测定都以热平衡现象为基础。热力学第零定律的实质，是指出了温度这个状态函数的存在，它不但给出了温度的概念，而且给出了比较温度的方法。

当两个系统接触时，描写系统性质的状态函数将自动调整变化，直到两个系统都达到平衡。这就意味着两个系统必定有一个共同的物理性质，表述这个共同的物理性质就是“温度”。简言之，即当两个系统相互接触达到热平衡后，它们的性质不再变化，它们就有共同的温度。

在比较各个物体的温度时，不需要将各物体直接接触，只需将一个作为标准的第三系统分别与各个物体相接触达到热平衡，这个作为第三物体的标准系统就是温度计。