La Loi Zéro de la Thermodynamique
La Loi Zéro de la Thermodynamique stipule que les systèmes en équilibre thermique sont à la même température.
Objectifs d’apprentissage
Identifier les implications majeures de la Loi Zéro de la thermodynamique
Points clés
- En supposant que A, B et C sont trois systèmes, si A et C sont en équilibre thermique, et A et B sont en équilibre thermique, alors B et C sont en équilibre thermique.
- Deux systèmes sont en équilibre thermique s’ils peuvent transférer de la chaleur entre eux, mais ne le font pas.
- La loi Zéro de la thermodynamique implique que la température est une quantité à mesurer.
Termes clés
- équilibre thermique: Deux systèmes sont en équilibre thermique s’ils peuvent transférer de la chaleur entre eux, mais ne le font pas.
- loi nulle de la thermodynamique: Soit A, B et C trois systèmes. Si A et C sont en équilibre thermique, et A et B sont en équilibre thermique, alors B et C sont en équilibre thermique.
La Loi Zéro de la Thermodynamique
Il existe plusieurs façons d’énoncer la Loi Zéro de la Thermodynamique, mais la plus simple est la suivante: les systèmes en équilibre thermique existent à la même température.
Les systèmes sont en équilibre thermique s’ils ne transfèrent pas de chaleur, même s’ils sont en mesure de le faire, en fonction d’autres facteurs. Par exemple, les aliments qui ont été dans le réfrigérateur pendant la nuit sont en équilibre thermique avec l’air dans le réfrigérateur: la chaleur ne s’écoule plus d’une source (la nourriture) à l’autre source (l’air) ou vers l’arrière.
La loi Zéro de la thermodynamique signifie que la température vaut la peine d’être mesurée, car elle indique si la chaleur se déplacera entre les objets. Cela sera vrai quelle que soit la façon dont les objets interagissent. Même si deux objets ne se touchent pas, la chaleur peut encore circuler entre eux, par exemple par rayonnement (comme par une lampe chauffante). Cependant, selon la loi Zéro de la thermodynamique, si les systèmes sont en équilibre thermique, aucun flux de chaleur n’aura lieu.
Il existe des moyens plus formels d’énoncer la Loi Zéro de la thermodynamique, qui est généralement énoncée de la manière suivante:
Soit A, B et C trois systèmes. Si A et C sont en équilibre thermique, et A et B sont en équilibre thermique, alors B et C sont en équilibre thermique.
Cette déclaration est représentée symboliquement dans . La température n’est pas mentionnée explicitement, mais cela implique que la température existe. La température est la quantité qui est toujours la même pour tous les systèmes en équilibre thermique les uns avec les autres.
Loi nulle de la thermodynamique : La double flèche représente l’équilibre thermique entre les systèmes. Si les systèmes A et C sont en équilibre et que les systèmes A et B sont en équilibre, alors les systèmes B et C sont en équilibre. Les systèmes A, B et C sont à la même température.