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熱力學的三大定律是什麼

生活更新时间:2024-08-08 01:12:29

熱力學第一定律提出于1850年左右。

熱力學第二定律提出于1850-1851年之間。

熱力學第三定律提出于1905年。

而熱力寫第零定律卻是在1931年提出的。如果按提出的先後順序來講，應該被稱為第四定律才對，可為什麼被定義為第零定律呢？其實主要的原因是因為第零定律是第一、二、三定律的基礎，所以它排在最前面。如果它在1850年前提出的話，它就應該是排在第一位了，其他三定律依次為二、三、四定律。那到底第零定律講了什麼呢？

“若兩個熱力學系統均與第三個系統處于熱平衡狀态，此兩個系統也必互相處于熱平衡。”

這好像是顯而易見的。所以雖然人們早就覺察到這種現象，但直到二十世紀三十年代前一直都未有人們想把它以定律的形式表達出來。1931年，英國物理學家拉爾夫·福勒正式提出熱力學第零定律，比熱力學第一定律和熱力學第二定律晚了整整80餘年。

為什麼說它是基礎呢？

因為在熱力學的研究過程中，溫度給出了熱力學狀态的定量數據，是研究的基礎。而測量的溫度采用的溫度計，恰恰使用了熱力學第零定律。

熱力學的三大定律是什麼（熱力學第零定律）1

測量液體的溫度

為了測量系統A的熱力學狀态，我們把溫度計和它接觸在一起，當溫度計的指數不再變化時，系統A與溫度計達到熱力學平衡，溫度計的數字也就是系統A的溫度t；

然後再去測量系統B，也得出溫度t；那麼我們就說系統A與B的溫度相同。

如上，如果沒有熱力學第零定律的話，即使測出A、B溫度都為t，我們也無法給出A、B的溫度相同的結論。

熱力學的三大定律是什麼（熱力學第零定律）2

拉爾夫·福勒

再來說一下提出熱力學第零定律的拉爾夫·福勒，他生于1889年的英國，畢業于劍橋大學。他還是鼎鼎大名的歐内斯特·盧瑟福（原子核物理學之父）的女婿，他的學生也是極為出名，保羅·狄拉克（量子力學的奠基人）和蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡（錢德拉塞卡極限）。

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