Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Casa » Legge zero della termodinamica

Legge zero della termodinamica

1930
  • Ralph H. Fowler
Laboratorio di termodinamica con vari termometri e apparecchiature di calibrazione.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

Questa legge stabilisce il concetto di equilibrio termico. Se due sistemi sono ciascuno in equilibrio termico con un terzo sistema indipendente, sono in equilibrio termico tra loro. Questa proprietà transitiva consente la definizione formale della temperatura come funzione di stato e fornisce una base razionale per la costruzione di termometri e scale di temperatura universali.

Il Principio Zero della Termodinamica è fondamentale, ma è stato formulato molto tempo dopo che il Primo e il Secondo Principio erano stati ampiamente accettati, da qui la sua insolita numerazione. Prima della sua enunciazione formale, la temperatura era un concetto intuitivo, ma il principio forniva un rigoroso fondamento matematico e fisico. Definisce la temperatura come una proprietà intensiva che è uguale quando due sistemi sono in equilibrio termico. Ciò significa che se il sistema A è in equilibrio con il sistema C, e anche il sistema B è in equilibrio con il sistema C, allora A e B sono in equilibrio tra loro. Il sistema C può essere pensato come un termometro.

Questa legge è cruciale perché convalida l'uso di un termometro come strumento affidabile per misurare la temperatura di qualsiasi altro sistema. Senza di essa, non ci sarebbe alcuna garanzia che due oggetti che mostrano la stessa lettura su un termometro siano effettivamente alla stessa temperatura. La novità della Legge Zero non risiedeva nella scoperta di un nuovo fenomeno fisico, ma nel riconoscere e formalizzare un principio che era già implicitamente utilizzato. Ha elevato la temperatura da una mera misura comparativa a una variabile di stato definita con precisione, aprendo la strada alle formulazioni matematiche delle altre leggi della termodinamica.

UNESCO Nomenclature: 2212
- Termodinamica, fisica statistica e materia condensata

Tipo

Sistema astratto

Interruzione

Fondamento

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • invenzione del termoscopio da parte di Galileo Galilei
  • sviluppo di scale di temperatura standardizzate da Fahrenheit, Celsius e Kelvin
  • primi concetti di calore e calorimetria
  • teorie sulla natura del calore, inclusa la teoria calorica

Applicazioni

  • termometri (a mercurio, ad alcol, digitali)
  • termostati per sistemi HVAC
  • calibrazione di sensori di temperatura scientifici e industriali
  • meteorologia per misurazioni meteorologiche coerenti
  • controllo di processo in ingegneria chimica

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

  • termometri nanometrici autocalibranti per misurazioni intracellulari
  • modelli climatici basati sull'intelligenza artificiale che utilizzano sensori di equilibrio termico distribuiti a livello globale
  • materiali intelligenti che cambiano proprietà in base al raggiungimento dell'equilibrio termico con un oggetto di riferimento
  • sensori di equilibrio termico quantistico per la fisica delle temperature ultra-basse
  • rete di monitoraggio della temperatura sincronizzata a livello globale per l'ottimizzazione agricola
  • sensori biointegrati che segnalano l'equilibrio termico con tessuti specifici
  • architetture di elaborazione termicamente consapevoli che reindirizzano i processi in base agli stati di equilibrio del chip
  • sistemi HVAC avanzati che prevedono e raggiungono l'equilibrio più velocemente utilizzando l'apprendimento automatico
  • sensori di sicurezza alimentare che indicano quando un prodotto ha raggiunto l'equilibrio termico con il suo mezzo di cottura
  • indossabile technology that monitors the body’s thermal equilibrium with the immediate environment for health alerts
Correlato a: legge zerotica, equilibrio termico, temperatura, termometro, termodinamica, proprietà transitiva, funzione di stato, calore, sistema, temperatura empirica.

Contesto storico

Legge zero della termodinamica

1927
1927
1930
1930
1930
1931
1932
1926
1927
1927
1930
1930
1930
1931
1932

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

Le immagini a grandezza naturale e i download sono disponibili, gratuitamente al 100%, solo per gli utenti registrati.

> Login <